Chi phí tính toán ước tính cho một giao dịch Bitcoin kháng lượng tử đã giảm xuống còn 59 USD, cho thấy tốc độ cải thiện nhanh của các giải pháp phòng vệ trước rủi ro từ máy tính lượng tử. Dù vậy, mức chi phí này hiện mới được rút ra từ mô phỏng, chưa phản ánh số tiền thực tế để hoàn tất một giao dịch trên mạng Bitcoin.

Theo CryptoSlate ngày 13/10, trong một cuộc thi công khai do StarkWare, Yukon Research và Eigen Labs tổ chức, chi phí tính toán ước tính cho giao dịch Bitcoin kháng lượng tử đã giảm từ khoảng 320 USD vào tháng 8 xuống 67 USD trong tháng 9, rồi còn 59 USD tính đến ngày 13/10. Nhóm nghiên cứu cho biết hiệu quả được cải thiện chủ yếu nhờ tối ưu phần mềm chạy trên bộ xử lý đồ họa (GPU), với mục tiêu tiếp theo là hạ chi phí xuống dưới 10 USD.

Trọng tâm của nỗ lực này là công nghệ “Quantum Safe Bitcoin” (QSB). Hồi tháng 8, Avihu Levy của StarkWare đã trình diễn một cơ chế chi tiêu kháng lượng tử có thể triển khai mà không cần thay đổi các quy tắc đồng thuận của mạng Bitcoin. Cách tiếp cận này kết hợp mật mã dựa trên hàm băm với các bài toán tính toán, nhằm bảo vệ một phần lượng Bitcoin đang nắm giữ trước nguy cơ bị tấn công bởi máy tính lượng tử.

Điểm đáng chú ý của QSB là bổ sung thêm một lớp bảo vệ mà không cần nâng cấp toàn bộ giao thức Bitcoin. Nếu đưa trực tiếp mật mã kháng lượng tử vào cấp giao thức, mạng lưới sẽ phải trải qua quá trình phát triển, kiểm chứng và đạt đồng thuận rất phức tạp. Vì vậy, QSB đang được xem như một giải pháp chuyển tiếp để bảo vệ một phần tài sản trong khuôn khổ các quy tắc hiện hành.

Nhóm nghiên cứu cũng đang cải thiện hiệu suất bằng cách xử lý trước một phần phép tính cần thiết cho giao dịch ở ngoài blockchain. Trong cuộc thi nói trên, các công cụ lập trình có hỗ trợ trí tuệ nhân tạo (AI) cũng được sử dụng. Theo kết quả mới nhất, GPU Nvidia RTX 4090 có thể xử lý hơn 1 tỷ phép thử xác thực mỗi giây, tăng mạnh so với mức khoảng 146 triệu ở giai đoạn đầu.

Tuy nhiên, mức 59 USD không nên được hiểu là chi phí giao dịch thực tế. Đây là con số ước tính phụ thuộc vào phần cứng, được tính từ mô phỏng khối lượng công việc trên GPU và chưa bao gồm phí mạng Bitcoin. Một số bước tính toán cũng dựa trên giả định, nên vẫn cần thêm kiểm chứng để xác định liệu chi phí và hiệu năng tương tự có thể tái hiện trong môi trường vận hành thực tế hay không.

Động lực thúc đẩy các nghiên cứu này đến từ lo ngại rằng hệ mật mã hiện nay của Bitcoin có thể trở nên mong manh hơn trước các máy tính lượng tử trong tương lai. Hồi tháng 3, Google Quantum AI công bố kết quả nghiên cứu cho thấy tài nguyên lượng tử cần thiết để tấn công hệ mật mã đường cong elliptic dùng trong Bitcoin có thể thấp hơn đáng kể so với ước tính trước đó. Theo phân tích này, trong một số giả định phần cứng nhất định, dưới 500.000 qubit vật lý có thể đủ để về mặt lý thuyết thực hiện một số dạng tấn công chỉ trong vài phút, thấp hơn khoảng 20 lần so với các ước tính cũ.

Dù vậy, điều này không đồng nghĩa hệ mật mã của Bitcoin có thể bị phá vỡ ngay lập tức. Đến nay chưa có máy tính lượng tử nào được công khai với năng lực đủ để thực hiện kiểu tấn công nói trên. Tuy nhiên, quan điểm cần chuẩn bị sớm đang ngày càng được ủng hộ, trong bối cảnh tốc độ phát triển của công nghệ lượng tử có thể tăng nhanh.

Một vấn đề khác là lượng Bitcoin đã lộ khóa công khai có thể trở thành mục tiêu tiềm tàng. Theo nghiên cứu của Glassnode, khoảng 30,2% nguồn cung Bitcoin tại thời điểm thống kê, tương đương khoảng 6,04 triệu BTC, đã lộ khóa công khai trên blockchain. Trong số này, khoảng 1,92 triệu BTC bị lộ do cấu trúc địa chỉ, còn khoảng 4,12 triệu BTC bị lộ do tái sử dụng địa chỉ hoặc lịch sử chi tiêu trước đó.

Nếu trong tương lai xuất hiện máy tính lượng tử đủ mạnh, khả năng suy ngược khóa riêng từ khóa công khai để chiếm đoạt tài sản có thể trở thành rủi ro thực tế. Vì thế, bên cạnh hướng nâng cấp mật mã kháng lượng tử ở cấp giao thức, các nhà phát triển cũng đang xem xét những giải pháp bảo vệ dần lượng tài sản hiện có.

QSB được đánh giá là một công cụ ứng phó trong giai đoạn chuyển tiếp này, nhưng phạm vi bảo vệ vẫn có giới hạn. Giải pháp phù hợp hơn với các tài sản mà chủ sở hữu còn có thể chuyển coin trước khi khóa công khai bị lộ. Với số coin đã lộ khóa công khai, rủi ro vẫn tồn tại nếu kẻ tấn công xuất hiện trước khi tài sản được chuyển sang trạng thái an toàn hơn.

Khả năng triển khai trên thực tế cũng là một thách thức khác. Dù giao dịch QSB đáp ứng các quy tắc đồng thuận của Bitcoin, chúng vẫn có thể bị từ chối theo chính sách chuyển tiếp thông thường của mạng lưới. Vì vậy, loại giao dịch này cần được gửi trực tiếp tới các thợ đào sẵn sàng xử lý. Trong màn trình diễn hồi tháng 8, dịch vụ Slipstream của MARA đã đóng vai trò là kênh chuyển giao cho dạng giao dịch như vậy.

Nhìn chung, việc chi phí tính toán cho giao dịch kháng lượng tử giảm mạnh không có nghĩa bài toán an ninh lượng tử của Bitcoin đã được giải quyết. Thị trường vẫn cần chứng minh khả năng cắt giảm chi phí trong các giao dịch thực tế, đồng thời thiết lập được kênh gửi giao dịch ổn định tới thợ đào. Về dài hạn, nâng cấp ở cấp giao thức vẫn là nhiệm vụ quan trọng.

Ngay cả khi nhóm nghiên cứu đạt được mục tiêu kéo chi phí tính toán xuống dưới 10 USD, khả năng ứng dụng ngoài thực tế vẫn sẽ phụ thuộc vào khâu xác thực giao dịch và xử lý trên mạng lưới. Trước khi mối đe dọa từ máy tính lượng tử trở thành hiện thực, câu hỏi then chốt là hệ sinh thái Bitcoin có thể xây dựng được cơ chế bảo vệ hiệu quả đến đâu.