Ethereum đang xem xét một hướng tiếp cận cho phép tăng cường bảo mật kháng lượng tử theo từng tài khoản mà không cần nâng cấp toàn bộ mạng lưới.

Theo U.Today ngày 14/6, Nico, người phụ trách dự án quyền riêng tư Kohaku thuộc Ethereum Foundation, cho biết có thể triển khai cơ chế giúp các tài khoản sẵn sàng hơn trước kỷ nguyên máy tính lượng tử với chi phí khoảng 0,07 USD cho mỗi tài khoản.

Trọng tâm của đề xuất là đưa cơ chế xác minh chữ ký kháng lượng tử vào ngay lớp thực thi (Execution Layer) hiện tại của Ethereum, không cần hard fork và cũng không phải bổ sung precompile riêng.

Trên mạng xã hội, Nico cho biết Ethereum có thể bắt đầu chuẩn bị cho giai đoạn hậu lượng tử ngay từ bây giờ, thay vì chờ một đợt hard fork trong tương lai. Theo ông, chi phí hiện vào khoảng 0,07 USD cho mỗi tài khoản và đề xuất này sẽ còn trải qua thêm các đợt kiểm toán bảo mật.

Hiện Ethereum, Bitcoin và nhiều blockchain lớn vẫn sử dụng cơ chế chữ ký điện tử dựa trên thuật toán ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm). Tuy nhiên, giới chuyên môn từ lâu đã lo ngại rằng khi máy tính lượng tử đủ mạnh xuất hiện, ECDSA có thể trở nên không đủ an toàn.

Các ước tính gần đây về tài nguyên tính toán lượng tử cho thấy rủi ro này có thể đến sớm hơn dự báo. Vì vậy, bài toán xác minh chữ ký kháng lượng tử trên blockchain theo cách hiệu quả đang trở thành ưu tiên quan trọng.

Để giải quyết vấn đề, nhóm nghiên cứu đề xuất tận dụng họ chữ ký dựa trên hàm băm SPHINCS. Mục tiêu là triển khai cơ chế xác minh chữ ký kháng lượng tử theo mô hình stateless một cách hiệu quả trong môi trường Ethereum Virtual Machine (EVM).

Cụ thể, nhóm đang xem xét một biến thể tối ưu cho EVM dựa trên SPHINCS+, đồng thời tham chiếu các nghiên cứu mới về chữ ký nén dựa trên hàm băm. Trọng tâm là giảm chi phí xác minh trong môi trường on-chain thuần túy mà không phải thay đổi giao thức.

Theo nhóm nghiên cứu, nếu triển khai biến thể SPHINCS bằng Solidity theo bộ tham số chữ ký giới hạn trong dự thảo của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (NIST), chi phí xác minh chữ ký kháng lượng tử có thể đạt mức đủ khả thi để áp dụng trong thực tế.

Chi phí xác minh hiện được ước tính khoảng 150.000 gas. Quy trình này cũng bao gồm bước kiểm chứng hình thức bằng Lean4 và Verity. Nico cho biết ông đã thực hiện đợt rà soát ban đầu cùng Pavel, đồng thời bổ sung phần chứng minh hình thức dựa trên Verity.

Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm nghiên cứu dự kiến tiếp tục đánh giá các phương án phi tiêu chuẩn hơn, chẳng hạn thay thành phần băm tiêu chuẩn bằng cấu trúc dựa trên Keccak thân thiện hơn với EVM. Song song đó, nhóm cũng sẽ điều chỉnh yêu cầu về chữ ký để phù hợp hơn với môi trường ví blockchain.

Quá trình tối ưu sẽ phải cân bằng giữa nhiều yếu tố, gồm lượng gas cần cho việc xác minh, chi phí tạo chữ ký, kích thước chữ ký và số lần chữ ký có thể được sử dụng trên mỗi khóa.

Theo đánh giá của giới trong ngành, đề xuất này cho thấy Ethereum không nhất thiết phải tiếp cận quá trình chuyển đổi sang bảo mật kháng lượng tử như một đợt nâng cấp toàn mạng. Thay vào đó, hệ sinh thái có thể chủ động ứng phó ở cấp độ từng tài khoản.

Nếu các đợt kiểm toán tiếp theo và quá trình triển khai thử nghiệm diễn ra thuận lợi, thảo luận về việc đưa bảo mật kháng lượng tử vào lớp thực thi của Ethereum nhiều khả năng sẽ sớm bước sang giai đoạn cụ thể hơn.