Nhóm công tác an ninh mạng của G7 kêu gọi chính phủ và doanh nghiệp khẩn trương bắt đầu quá trình chuyển đổi sang mật mã hậu lượng tử, trong bối cảnh các bước tiến của điện toán lượng tử được đánh giá có thể sớm đe dọa những hệ mật mã khóa công khai đang được sử dụng rộng rãi, bao gồm cả trên blockchain.

Theo Cryptopolitan, nhóm công tác an ninh mạng của G7 ngày 3/9 đã công bố báo cáo có tên “Chuẩn bị cho kỷ nguyên hậu lượng tử: Lời kêu gọi hành động”. Đến ngày 5/9 theo giờ địa phương, nội dung báo cáo tiếp tục thu hút chú ý khi nhấn mạnh rằng quá trình chuyển đổi cần được khởi động trước khi máy tính lượng tử đủ khả năng vô hiệu hóa các hệ mật mã hiện nay trong thực tế.

G7 không nêu mốc thời gian cụ thể cho việc thương mại hóa máy tính lượng tử. Tuy nhiên, nhóm này cho rằng những tiến bộ kỹ thuật gần đây cho thấy khả năng xuất hiện các hệ thống lượng tử đủ sức phá vỡ những chuẩn mật mã khóa công khai phổ biến đang đến gần hơn dự báo trước đó.

Một trong những rủi ro được G7 nhấn mạnh là kịch bản “thu thập ngay, giải mã sau”. Theo đó, dữ liệu được mã hóa có thể bị thu thập từ hiện tại và chờ đến khi máy tính lượng tử đủ mạnh để giải mã trong tương lai.

Nguy cơ này đặc biệt đáng chú ý với blockchain. Dữ liệu giao dịch cùng một phần thông tin khóa công khai thường được lưu trữ trong thời gian dài, đồng nghĩa những cơ chế an toàn hôm nay có thể trở thành điểm yếu trước các cuộc tấn công lượng tử sau này. Vì vậy, G7 cho rằng bên cạnh việc phát triển thuật toán mới, các nước cần đồng thời thúc đẩy chính sách cấp quốc gia, nghiên cứu, hợp tác công - tư và tiêu chuẩn mua sắm phù hợp với giai đoạn hậu lượng tử.

Liên minh châu Âu đã bắt đầu xây dựng lộ trình cụ thể. Tháng 6 năm ngoái, EU áp dụng lộ trình triển khai chung cho quá trình chuyển đổi sang mật mã hậu lượng tử, đồng thời yêu cầu các nước thành viên khởi động trước cuối năm 2026. Với các hệ thống rủi ro cao, mục tiêu được đặt ra là triển khai ngay và hoàn tất trước năm 2030.

Diễn biến này cho thấy ứng phó hậu lượng tử không còn chỉ là một lựa chọn kỹ thuật, mà đang mở rộng sang lĩnh vực chính sách an ninh mạng và tiêu chuẩn mua sắm công. Với doanh nghiệp, chậm chuyển đổi có thể làm tăng áp lực tuân thủ và ảnh hưởng đến năng lực cạnh tranh.

Các mạng blockchain lớn cũng đã bắt đầu chuẩn bị. Trên Bitcoin, đề xuất soft fork BIP-360 đang được xem xét nhằm giảm rủi ro từ các cuộc tấn công lượng tử trong dài hạn. Đề xuất này hướng tới việc loại bỏ cơ chế chi tiêu theo đường dẫn khóa của Taproot, vốn được xem là tương đối dễ bị tổn thương trước năng lực tấn công của máy tính lượng tử.

Dù vậy, BIP-360 không thể xử lý toàn bộ các kịch bản tấn công lượng tử. Để ngăn chặn nguy cơ nhắm vào các giao dịch đang nằm trong mempool, mạng lưới này có thể vẫn cần triển khai chữ ký số hậu lượng tử trên thực tế. Hiện chưa có mốc kích hoạt cụ thể cho BIP-360.

Ethereum đang chuẩn bị cho một đợt nâng cấp quy mô lớn hơn. Trong lộ trình công bố hồi tháng 2, đồng sáng lập Vitalik Buterin cho biết các thành phần cần chuyển sang hệ hậu lượng tử gồm chữ ký BLS của validator, cam kết KZG, chữ ký tài khoản ECDSA và các bằng chứng không kiến thức ở tầng ứng dụng. Ethereum đặt mục tiêu xây dựng hạ tầng hậu lượng tử cốt lõi trước năm 2029, dù quá trình chuyển đổi trên toàn mạng có thể mất nhiều thời gian hơn.

Chi phí là một trong những rào cản lớn nhất. Hiện chữ ký ECDSA dựa trên secp256k1 phổ biến có kích thước khoảng 64 byte, trong khi chữ ký hậu lượng tử có thể lớn hơn đáng kể. Chẳng hạn, chữ ký ML-DSA-87 do Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (NIST) chuẩn hóa có kích thước khoảng 4.627 byte. Bộ tham số Dilithium-5 trước đây cũng sử dụng chữ ký khoảng 4.595 byte.

Khi dữ liệu chữ ký phình to, nhu cầu lưu trữ và băng thông trên blockchain cũng tăng theo, từ đó đẩy chi phí xử lý giao dịch lên cao hơn. Với các mạng phi tập trung, chi phí vận hành node gia tăng còn có thể tác động trực tiếp đến cấu trúc của mạng lưới.

Vì vậy, theo nhiều phân tích, rủi ro thực tế nhất với thị trường crypto hiện nay không nằm ở khả năng máy tính lượng tử ngay lập tức bẻ khóa Bitcoin hay Ethereum, mà ở chính độ phức tạp của quá trình chuyển đổi.

Những bài toán trước mắt gồm xây dựng đồng thuận cộng đồng quanh hệ chữ ký mới, phát triển giao thức phù hợp, xử lý gánh nặng hạ tầng do dữ liệu chữ ký lớn hơn và tìm phương án với các ví cũ đã lộ khóa công khai.

Tốc độ phát triển của máy tính lượng tử cũng là một biến số quan trọng. Tháng 3 năm nay, Google Quantum AI công bố kết quả nghiên cứu cho thấy nguồn lực cần để bẻ khóa hệ mật mã đường cong elliptic 256 bit có thể thấp hơn đáng kể so với các ước tính trước đây. Google cũng cho biết họ đặt mục tiêu hoàn tất quá trình chuyển đổi hậu lượng tử cho các hệ thống của mình trước năm 2029.

Tại Mỹ, các tiêu chí chuyển đổi cũng đang dần được cụ thể hóa. Trong dự thảo IR 8547, NIST đề xuất loại bỏ dần ECDSA ở mức an toàn 112 bit sau năm 2030 và cấm sử dụng ECDSA sau năm 2035.

Những động thái này cho thấy khả năng ứng phó với rủi ro lượng tử có thể sớm trở thành thước đo không chỉ về bảo mật, mà còn về năng lực cạnh tranh và mức độ tuân thủ của các mạng blockchain.

Nói cách khác, vấn đề không chỉ là khi nào máy tính lượng tử đủ sức phá vỡ các hệ mật mã hiện tại, mà là các mạng lưới có thể chuyển đổi nhanh đến đâu trước thời điểm đó. Khuyến nghị mới từ G7 đang khiến thị trường theo dõi sát cách những blockchain lớn như Bitcoin và Ethereum sẽ hiện thực hóa lộ trình chuyển sang mật mã hậu lượng tử.