Nguyên bản | Odaily (@OdailyChina)

Tác giả | jk

Hướng dẫn trước khi đọc: Nắm rõ năm điều trước

Báo cáo này không giả định độc giả đã có kiến thức về mật mã học hay vật lý lượng tử; nếu bạn chỉ quan tâm đến kết luận, có thể nhảy thẳng đến "Phát hiện cốt lõi"; trước khi đi vào nội dung chính, chúng ta sẽ dùng những phép so sánh thường ngày để giải thích rõ năm khái niệm then chốt.

1. "Chìa khóa" trong tiền mã hóa là như thế nào

Bitcoin hay Ether của bạn không được lưu trong một tệp tin nào đó, mà được ghi danh dưới một địa chỉ trên blockchain. Để tiêu số tiền này, bạn phải xuất trình một "chữ ký số", chứng minh với toàn mạng rằng bạn chính là chủ sở hữu của địa chỉ đó. Việc tạo chữ ký cần dùng khóa riêng tư, khóa riêng chỉ có bạn biết; việc xác minh chữ ký thì dùng khóa công khai, khóa công khai là công khai, bất kỳ ai cũng có thể dùng để đối chiếu.

Có thể hình dung nó giống như mẫu chữ ký mà ngân hàng lưu giữ: ngân hàng có mẫu chữ ký của bạn (khóa công khai), ai đến rút tiền, ngân hàng lấy mẫu ra đối chiếu nét chữ (xác minh chữ ký), nhưng bất kỳ ai nhìn vào mẫu cũng không thể bắt chước được một chữ ký viết tay giống hệt (suy ra khóa riêng). Cơ chế này đáng tin cậy ngày nay là vì việc suy ngược khóa riêng từ khóa công khai được coi là khó đến mức không thể hoàn thành về mặt toán học. Mối đe dọa của máy tính lượng tử chính là ở chỗ nó có thể khiến "điều không thể" này trở nên khả thi.

2. Máy tính lượng tử đã thay đổi điều gì

Máy tính thông thường phá mã giống như một người cầm một chùm chìa khóa lớn thử từng chiếc một, dù thử nhanh đến đâu cũng cần thời gian ở cấp độ thiên văn. Máy tính lượng tử không phải thử nhanh hơn, mà thay đổi cách giải bài toán: đối với một loại vấn đề toán học cụ thể nào đó, thuật toán Shor được đề xuất năm 1994 có thể rút thời gian từ "cấp độ tuổi của vũ trụ" xuống "vài phút đến vài giờ".

Cần nhấn mạnh rằng, máy tính lượng tử không phải vạn năng. Đối với tuyệt đại đa số các tác vụ tính toán hàng ngày, nó không có lợi thế. Nhưng không may là, loại vấn đề mà nó giỏi lại chính là nền tảng mà mật mã khóa công khai (bao gồm RSA và đường cong elliptic) mà internet và blockchain ngày nay dựa vào được xây dựng trên đó. Ngược lại, hàm băm (có thể hiểu là một chiếc máy xay một chiều biến bất kỳ đầu vào nào thành dấu vân tay có độ dài cố định) chỉ bị thuật toán lượng tử tăng tốc ở mức nhỏ, do đó các cơ chế bảo mật dựa trên băm tương đối vững chắc. Điều này cũng giải thích tại sao hầu hết các giải pháp hậu lượng tử đều đang hướng về "dựa trên băm".

3. Tại sao nói "không cần hoảng loạn, nhưng không thể làm ngơ"

Máy tính lượng tử hiện nay vẫn còn xa mới có thể đe dọa Bitcoin. Việc phá một khóa Bitcoin cần khoảng 500.000 qubit vật lý, trong khi chip công khai tiên tiến nhất hiện nay chỉ có khoảng một trăm qubit, khoảng cách là hàng nghìn lần. Vì vậy hôm nay sẽ không ai dùng máy tính lượng tử để đánh cắp coin của bạn.

Nhưng trên bảng thời gian có hai yếu tố khiến người ta bất an. Thứ nhất, bản thân việc di chuyển cực kỳ tốn thời gian: để chuyển toàn bộ blockchain sang hệ thống chữ ký mới, cần viết mã, kiểm toán, thử nghiệm, phối hợp nâng cấp toàn mạng, rồi để hàng trăm triệu người dùng chuyển tài sản sang, ngành thường cho rằng cần năm đến mười năm. Thứ hai, các con số ước tính đang giảm nhanh chóng: một năm trước còn cần hàng triệu qubit lượng tử (có thể hiểu đơn giản là năng lực tính toán mà máy tính lượng tử cần để phá blockchain), năm nay đã giảm xuống dưới 500.000. Điều này giống như xây một cây cầu cần mười năm, mà lũ khi nào đến thì không thể dự đoán, cách làm hợp lý là khởi công ngay bây giờ, chứ không phải đợi nước dâng lên.

4. Tại sao một số coin nguy hiểm hơn

Coin trong một địa chỉ có nguy hiểm hay không phụ thuộc vào việc khóa công khai đã bị công khai hay chưa. Có thể hình dung nó như một phong bì đã dán kín: nhiều địa chỉ lưu không phải bản thân khóa công khai, mà là dấu vân tay băm của khóa công khai, tức là khóa công khai được niêm phong trong phong bì, chỉ khi bạn tiêu số tiền này mới bóc phong bì ra. Chỉ cần phong bì chưa bị bóc, máy tính lượng tử không có cách nào tấn công.

Vấn đề là, một số địa chỉ đã bóc phong bì từ lâu. Một loại địa chỉ thời kỳ đầu của Bitcoin (bao gồm thời đại Satoshi) ghi trực tiếp khóa công khai lên chuỗi, không có phong bì; còn có lượng lớn người dùng tái sử dụng cùng một địa chỉ, lần đầu tiêu tiền phong bì bị bóc, sau đó số coin còn lại vẫn nằm trong cùng địa chỉ, khóa công khai luôn công khai. Đây chính là tài sản "bị lộ" được nhắc đi nhắc lại trong báo cáo, chiếm khoảng một phần ba tổng lượng Bitcoin. Ngoài ra, ngay cả với phong bì đã dán kín, trong khoảng thời gian ngắn khi bạn khởi tạo chuyển khoản, giao dịch chưa được xác nhận, khóa công khai cũng sẽ bị phát tán ra, đây là một loại cơ hội tấn công thoáng qua nhưng không phải không thể.

5. Cái gọi là "hậu lượng tử" rốt cuộc đang giải quyết điều gì

Cách giải quyết không phức tạp: đổi một chiếc khóa mới mà máy tính lượng tử cũng không thể cạy mở. Giới học thuật đã đề xuất một số loại ứng viên, như chữ ký dựa trên băm, chữ ký dựa trên lưới, và đã được NIST của Mỹ hoàn thành tiêu chuẩn hóa vào năm 2024. Điều thực sự khó khăn là ba việc tiếp theo: khóa mới lớn hơn và nặng hơn, kích thước chữ ký gấp 10 đến 40 lần hiện nay, trực tiếp làm chậm tốc độ giao dịch và đẩy cao chi phí; đổi khóa cần toàn mạng đồng ý, mà mạng phi tập trung lại chính là nơi khó thống nhất ý kiến nhất; và những coin mà chủ nhân đã mất liên lạc, sẽ không bao giờ đến đổi khóa, rốt cuộc là đóng băng, tiêu hủy hay giữ nguyên, không có giải pháp nào khiến tất cả mọi người hài lòng.

Một số hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm thứ nhất là "một khi máy tính lượng tử xuất hiện, tất cả tiền mã hóa sẽ về zero". Trên thực tế, thứ bị đe dọa là khâu chữ ký, mạng có thể ứng phó bằng cách nâng cấp phương án chữ ký, tiến độ các chuỗi khác nhau, rủi ro không đồng đều.

Hiểu lầm thứ hai là "máy tính lượng tử sẽ khiến việc đào coin trở nên vô nghĩa". Đào coin dựa vào tính toán băm, thuật toán lượng tử chỉ mang lại tăng tốc hạn chế, sẽ không lật đổ bằng chứng công việc.

Hiểu lầm thứ ba là "đây là khoa học viễn tưởng, không liên quan đến tôi". Hiện nay máy tính lượng tử thực sự chưa thể phá Bitcoin, nhưng cơ quan quản lý, tổ chức lưu ký và nhà phát hành ETF đã đưa nó vào danh sách rủi ro chính thức, cửa sổ thời gian di chuyển cũng đã được ghi vào chính sách các nước.

Phát hiện cốt lõi

Mức độ chuẩn bị của ngành tiền mã hóa đối với tấn công lượng tử đã tăng rõ rệt so với một năm trước, nhưng bảo vệ hậu lượng tử có thể thực sự sử dụng trên mainnet vẫn còn rất ít, tổng thể mà nói vẫn chưa sẵn sàng.

Blockchain dựa vào chữ ký khóa riêng để chứng minh quyền sở hữu tài sản, tính bảo mật của chữ ký được xây dựng trên bài toán toán học logarit rời rạc đường cong elliptic. Máy tính cổ điển không thể giải bài toán này trong thời gian khả thi, trong khi một máy tính lượng tử có quy mô đủ lớn và có khả năng sửa lỗi, nhờ thuật toán Shor, về lý thuyết có thể suy ngược khóa riêng từ khóa công khai công khai, từ đó chuyển tài sản của người khác. Mật mã hậu lượng tử chính là các phương án chữ ký và mã hóa được coi là vẫn an toàn ngay cả khi đối mặt với máy tính lượng tử.

"Logarit rời rạc đường cong elliptic" nghe có vẻ rất trừu tượng, có thể dùng một phép so sánh đời thường để hiểu. Hãy tưởng tượng trên một lưới có hình dạng đặc biệt có một điểm khởi đầu công khai, theo quy tắc cố định từ điểm khởi đầu liên tục "nhảy" một số lần, cuối cùng rơi vào một vị trí nào đó. Khóa riêng của bạn chính là số lần nhảy, một số ngẫu nhiên cực kỳ lớn; khóa công khai của bạn chính là vị trí điểm cuối cùng, sẽ được công khai. Biết số lần nhảy, tính điểm cuối rất dễ, vài trăm bước tính toán là xong; ngược lại, chỉ nhìn thấy điểm cuối, muốn biết ban đầu đã nhảy bao nhiêu lần, ngoài việc thử từng số lần có thể một cách thủ công, hiện nay không có cách nào tốt hơn. Đường cong mà Bitcoin và Ethereum sử dụng, số lần có thể nhiều đến khoảng 2 mũ 256, là một con số thiên văn, ngay cả khi huy động toàn bộ máy tính trên thế giới, cũng không thể thử hết trong tuổi thọ của loài người thậm chí của vũ trụ. Đây chính là lý do khóa riêng không thể bị người khác suy ra từ khóa công khai.

Máy tính lượng tử gây ra mối đe dọa là vì nó không cần thử từng cái một. Thuật toán Shor tận dụng đặc tính chồng chập lượng tử, đồng thời xem xét lượng lớn số lần có thể, và trích xuất quy luật ẩn chứa trong quá trình nhảy, nén việc tìm kiếm vốn cần số bước thiên văn thành khối lượng tính toán có quy mô kiểm soát được. Nói cách khác, máy tính cổ điển là mò kim từng giọt trong biển lớn, còn máy tính lượng tử tìm ra quy luật mà cây kim nằm ở đó.

Cụ thể đến một cuộc tấn công thực tế, quá trình đại khái chia làm ba bước: bước một, kẻ tấn công đọc khóa công khai đã được công khai của một địa chỉ nào đó từ blockchain; bước hai, dùng máy tính lượng tử đủ lớn tính ra khóa riêng tương ứng; bước ba, dùng khóa riêng này giả mạo một chữ ký hợp pháp, chuyển coin trong địa chỉ đó sang tên mình. Mạng không thể phân biệt chữ ký này là thật hay giả, vì nó về mặt toán học hoàn toàn giống với chữ ký do chủ nhân tự tay ký. Đây cũng là lý do tại sao phần sau nhắc đi nhắc lại "khóa công khai đã bị công khai hay chưa": khóa công khai chưa công khai, bước đầu tiên của cuộc tấn công không có cách nào bắt đầu.

Mối đe dọa khi nào đến?

Trong một năm qua, ước tính của giới học thuật về tài nguyên lượng tử cần để phá tiền mã hóa đã giảm mạnh. Sách trắng do Google Quantum AI phát hành tháng 3 năm 2026 (đồng tác giả bao gồm Dan Boneh của Đại học Stanford và Justin Drake của Quỹ Ethereum) đưa ra hai bộ mạch tấn công nhắm vào đường cong secp256k1, lần lượt cần không quá 1.200 và 1.450 qubit logic. Qubit logic là qubit đã qua sửa lỗi, có thể tính toán đáng tin cậy, quy đổi sang phần cứng thực tế, trên lộ trình siêu dẫn