Chi phí ước tính cho một khâu tính toán cốt lõi trong kịch bản tấn công lượng tử nhằm vào Bitcoin và Ethereum đã giảm hơn một nửa chỉ trong khoảng hai tháng. Dù kết quả này chưa đồng nghĩa các mạng blockchain có thể bị bẻ khóa ngay, nó đang làm gia tăng sức ép buộc ngành phải đẩy nhanh lộ trình chuyển sang các cơ chế bảo mật hậu lượng tử.

Ngày 11/9, CoinPost đưa tin GA Long, Giám đốc Công nghệ của công ty blockchain CitaLab, đã công bố trên X ngày 10/9 kết quả nghiên cứu liên quan đến an ninh lượng tử của Bitcoin và Ethereum.

Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu quy trình tính toán cần thiết cho tấn công lượng tử nhằm vào secp256k1, cơ chế mật mã đang được cả Bitcoin và Ethereum sử dụng. Nhóm nghiên cứu cải thiện phép cộng điểm trên đường cong elliptic trong thuật toán Shor, từ đó thiết kế được mạch ở mức 1.151 qubit logic và khoảng 1,3 triệu cổng Toffoli.

Kết quả được cải thiện mạnh thông qua một thử thách công khai kéo dài khoảng hai tháng. Chỉ số ban đầu ở mức 10,75 tỷ, sau đó giảm còn 1,496 tỷ. Theo nhóm nghiên cứu, mức này thấp hơn một nửa so với mốc tham chiếu mà Google Quantum AI công bố hồi tháng 3.

Thử thách này không do một tổ chức đơn lẻ thực hiện mà có sự tham gia của nhiều nhà nghiên cứu trong lĩnh vực blockchain và lượng tử. Eigen Labs, công ty hạ tầng blockchain, là đơn vị tổ chức, với hơn 100 nhà nghiên cứu đến từ Ethereum Foundation, StarkWare, CitaLab và nhiều tổ chức khác cùng tham gia.

Trong khoảng hai tháng, các nhóm đã nộp hơn 400 đề xuất cải thiện. Mô hình triển khai mang tính cạnh tranh, trong đó nhóm tham gia sau tiếp tục kế thừa kết quả của nhóm trước để tối ưu thêm.

AI agent cũng được đưa vào quá trình phát triển. Hệ thống này đảm nhiệm các tác vụ như viết mã, kiểm chứng và tối ưu chi tiết, trong khi nhóm nghiên cứu phụ trách định hướng tổng thể và điều chỉnh thiết kế mạch.

Eigen Labs xây dựng bộ benchmark công khai và bảng xếp hạng trong bối cảnh Google không công bố trực tiếp mạch, mà chỉ đưa ra bằng chứng cho thấy một mạch đã được xác thực là tồn tại. Cách tiếp cận này cho phép nhiều nhóm cùng cạnh tranh tối ưu hóa một mục tiêu chung.

Dù vậy, kết quả nghiên cứu không có nghĩa mật mã của Bitcoin hay Ethereum sắp bị phá vỡ. Phần được tối ưu mới chỉ là một khâu tính toán then chốt trong toàn bộ quy trình tấn công lượng tử.

Nghiên cứu cũng chưa bao quát toàn bộ phần tính toán của thuật toán Shor cần cho một cuộc tấn công thực tế, cũng như chưa tính đến quy trình sửa lỗi ở cấp độ vật lý. Nhóm nghiên cứu khẳng định công nghệ máy tính lượng tử hiện nay vẫn chưa thể tận dụng thành quả này để giải mã Bitcoin hoặc Ethereum.

Tuy nhiên, tốc độ giảm chi phí nhanh hơn dự kiến đang khiến mức độ cảnh giác trong ngành tăng lên. Ở các nghiên cứu tiếp theo, một thiết kế được điều chỉnh để gần hơn với việc hiện thực hóa thuật toán Shor cho kết quả khoảng 1,96 tỷ điểm, rồi tiếp tục được cải thiện xuống khoảng 1,26 tỷ điểm.

Sau thời hạn nộp bài, tiếp tục xuất hiện một thiết kế giúp giảm số cổng Toffoli xuống còn 952.707. Một thiết kế khác hạ số qubit logic xuống 813, nhưng đổi lại tổng khối lượng tính toán tăng mạnh.

Khi máy tính lượng tử tiến gần hơn tới khả năng ứng dụng thực tế, mức độ đe dọa đối với tài sản số cũng đang được lượng hóa rõ hơn. IonQ ước tính rằng nếu có một máy tính lượng tử với khoảng 20.000 qubit vật lý có khả năng sửa lỗi, secp256k1 có thể bị giải mã trong khoảng 26 ngày.

Đáng chú ý, các tài sản tiền mã hóa nằm ở những địa chỉ có public key đã công khai on-chain có thể đối mặt rủi ro lớn hơn trước tấn công lượng tử. Hội đồng cố vấn của Coinbase ước tính đến tháng 6 có khoảng 7 triệu BTC đang được lưu trữ tại các địa chỉ như vậy.

Ethereum cũng đã chuẩn bị cho rủi ro từ máy tính lượng tử. Mạng lưới này đặt mục tiêu hoàn tất chuyển đổi sang cơ chế kháng lượng tử trước tháng 12/2029.

Trong ngành, ngày càng có nhiều ý kiến cho rằng vấn đề quan trọng không chỉ là thời điểm một cuộc tấn công thực sự có thể xảy ra, mà còn là quãng thời gian cần thiết để thay đổi hệ thống bảo mật ngay từ bây giờ. GA Long nhận định tấn công lượng tử chưa cận kề, nhưng nhấn mạnh quá trình ứng phó đòi hỏi nhiều thời gian và sẽ rất khó xoay chuyển nếu chỉ bắt đầu sau khi sự cố xảy ra.

Eli Ben-Sasson, đồng sáng lập kiêm CEO của StarkWare, cũng cho rằng chi phí bẻ khóa đã giảm một nửa chỉ trong hai tháng, vì vậy những giả định trước đây về thời điểm máy tính lượng tử trở nên khả thi cần được xem xét lại.

Vì thế, nghiên cứu này không phải tín hiệu cho thấy an ninh của Bitcoin và Ethereum đã sụp đổ, mà là lời cảnh báo buộc ngành blockchain phải tính lại thời gian chuẩn bị trước mối đe dọa lượng tử. Trong bối cảnh lượng tài sản nằm ở các địa chỉ có public key đã công khai on-chain ngày càng rõ ràng, còn Ethereum đã đặt ra mốc chuyển đổi cụ thể, lộ trình kháng lượng tử và tốc độ triển khai thực tế nhiều khả năng sẽ trở thành tâm điểm theo dõi trong thời gian tới.