Chúng tôi thật may mắn khi còn sống ngày hôm nay. Chúng ta đang ở giữa một cuộc biến động công nghệ to lớn, nơi mà phát minh và khám phá của chúng ta, được thúc đẩy bởi nghiên cứu khoa học mang tính xã hội, đang len lỏi vào mọi khía cạnh cuộc sống của chúng ta. Blockchain chỉ là một trong những công nghệ này; những người khác như điện toán lượng tử và năng lượng sạch đang đạt được bước tiến như nhau trong theo đuổi một thế giới tốt đẹp hơn.

Các khám phá khoa học thường có cách kiểm tra lẫn nhau, trong một loại tồn tại công nghệ của những người phù hợp nhất. Ví dụ: khi các quy định về năng lượng sạch bắt buộc giảm các ngành sản xuất năng lượng truyền thống, thì blockchain phải thiết kế các giải pháp để giảm tiêu thụ năng lượng trong khi tiếp tục tạo ra các khối mới trong chuỗi. Khi blockchain dài ra, điện năng và tài nguyên máy tính yêu cầu tăng theo cấp số nhân.

Mối đe dọa của điện toán lượng tử đối với chuỗi khối

Điện toán lượng tử mang lại cho chúng ta sức mạnh tính toán phi thường, biến những vấn đề mà máy tính cổ điển phải vật lộn để giải quyết. Các vấn đề cấp bách nhất của thế giới, chẳng hạn như biến đổi khí hậu, chỉ có thể được khắc phục bằng những cỗ máy như máy tính lượng tử. Tuy nhiên, như với tất cả các công nghệ mới, nó có khả năng làm cho các tính năng của các công nghệ khác trở nên lỗi thời. Những công nghệ này phải thay đổi để tồn tại và phát triển, nếu không sẽ bị bỏ lại trong bãi phế liệu của những công nghệ kỳ diệu có một không hai.

Với blockchain, kẻ săn mồi đó là điện toán lượng tử. Tính bảo mật của chuỗi khối đến từ các tiêu chuẩn mã hóa nâng cao của nó, nhưng sức mạnh của điện toán lượng tử khiến các chuyên gia lo lắng rằng mã hóa được sử dụng bởi chuỗi khối sẽ bị điện toán lượng tử vượt qua quá dễ dàng.

Gần đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học South Wales xây dựng một kiến ​​trúc mới, tương tự như những thứ được sử dụng trong các bộ xử lý ngày nay, để thực hiện các phép tính lượng tử. Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với người bình thường. Nó có nghĩa là cùng một công nghệ được sử dụng để chạy các thiết bị bạn sử dụng ngày nay có thể được sử dụng để chạy các phép tính lượng tử.

Điện toán lượng tử, thậm chí là điện toán lượng tử bỏ túi, là không thể tránh khỏi. Tuy nhiên, đó luôn được coi là một giấc mơ xa vời – 10 đến 15 năm trong tương lai là quan điểm của ngành về sự xuất hiện của máy tính lượng tử thương mại. Khám phá này của các nhà nghiên cứu UNSW đã làm mất uy tín dự đoán đó. Bây giờ nó có thể đến nhanh hơn nhiều và điều đó có thể không tốt cho mật mã và blockchain nói chung.

Về mặt kỹ thuật, một máy tính cổ điển có thể phá vỡ mã hóa bất đối xứng mà các đồng xu thích Bitcoin sử dụng, sử dụng vũ lực tuyệt đối (chạy qua tất cả các giải pháp có thể); nó sẽ chỉ mất một thời gian rất dài. Mặc dù vậy, máy tính lượng tử hoạt động với tốc độ nhanh hơn nhiều lần so với máy tính cổ điển và nó dễ dàng đánh bại mã hóa bất đối xứng hơn.

Điều đó đặt tiền điện tử và blockchain vào tình thế khó khăn. Tiền điện tử và blockchain có thể bị buộc phải phát triển, thay đổi để sở hữu các đặc điểm mới, hoặc nếu không thì tính bảo mật và quyền riêng tư rất được yêu thích mà những người đam mê ca ngợi có thể đã trở thành dĩ vãng.

Tuy nhiên, tất cả là không bị mất. Các nhà phát triển tiền điện tử có tầm nhìn về tương lai dài hạn, có lẽ vì bản thân tiền điện tử mới chỉ ở giai đoạn chập chững. Còn một chặng đường dài phía trước tiền điện tử trưởng thành được sử dụng trên toàn thế giới. Các nhà phát triển cẩn thận lên kế hoạch cho bất kỳ trở ngại nào có thể xảy ra và điều này bao gồm cả tính toán lượng tử.

Nhưng trước khi chúng ta nói về các giải pháp khả thi mà blockchain có thể sử dụng để phòng thủ chống lại điện toán lượng tử, hãy cùng xem điện toán lượng tử là gì. Giống như blockchain và tiền điện tử, sẽ rất hữu ích nếu biết một chút về một công nghệ sẽ có tác động chưa từng có đối với cuộc sống của chúng ta.

Làm cho vũ trụ hoạt động cho chúng ta

Điện toán lượng tử là trò chơi cuối cùng của nghiên cứu máy tính. Nó bị vượt qua trong sự kinh ngạc và suy đoán chỉ bởi một lĩnh vực nghiên cứu khác – Trí tuệ nhân tạo. Trong nhiều năm, các tổ chức như NASA và những người khổng lồ trong ngành như Google đã đổ tài nguyên của họ vào việc hoàn thiện lĩnh vực vật lý điên rồ này để sử dụng hàng ngày.

Hiện tại, nó chỉ giới hạn trong các phòng nghiên cứu công nghệ cao và một số tổ chức chọn lọc, nhưng tại một thời điểm, máy tính truyền thống mà bạn sử dụng ngày nay cũng vậy. Chiếc điện thoại thông minh trong tay bạn mạnh hơn nhiều lần so với phi thuyền Voyager hiện đang bay lơ lửng trong không gian giữa các vì sao và các máy tính mô phỏng chiến tranh hạt nhân trong Chiến tranh Lạnh. Chỉ còn là vấn đề thời gian trước khi máy tính lượng tử trở nên dễ tiếp cận hơn với người bình thường.

Máy tính ngày nay sử dụng bit. Đây là những giá trị có thể là 0 hoặc 1. Bản thân nó không nhiều lắm, nhưng khi bạn kết hợp các giá trị “có” hoặc “không” này với các giá trị “có” hoặc “không” khác lặp đi lặp lại, bạn có thể đưa ra câu trả lời cho những câu hỏi thực sự phức tạp (Thực tế, bạn chỉ cần 6 bit để tìm ra chữ cái là gì – mặc dù trong thực tế, nó cần 8 bit.) Đó là tất cả những gì máy tính của bạn cần để làm mọi thứ hiện nay..

Kết xuất CGI phức tạp? Kiểm tra. Trò chơi điện tử? Kiểm tra. Mô phỏng siêu thực tế có thể có của thế giới? Kiểm tra. Tất cả điều này có thể được thực hiện chỉ với bit.

Điện toán lượng tử đưa ý tưởng này lên một tầm cao mới. Thật đáng kinh ngạc, nó khai thác chính cấu tạo của vũ trụ để làm điều này. Các máy tính lượng tử đang hoạt động ngày nay thao túng vũ trụ và các vũ trụ song song để tính toán.

Máy tính lượng tử chạy trên qubit, có thể tồn tại đồng thời ở trạng thái 0 và 1. Chúng tôi sẽ không đi vào chi tiết, nhưng với mỗi qubit bổ sung, sức mạnh tính toán của máy tính sẽ tăng lên theo cấp số nhân. Điều này cho phép máy tính lượng tử thực hiện các phép tính phức tạp với tốc độ vượt xa máy tính ngày nay, giảm thời gian giải các mô hình toán học phức tạp, mô phỏng và bảo mật mật mã.

Cách mã hóa hoạt động ngày nay

Kỹ thuật mật mã phổ biến nhất được sử dụng ngày nay là mật mã khóa công khai. Điều này sử dụng một cặp khóa công khai và riêng tư để mã hóa và giải mã các tin nhắn (hoặc dữ liệu giao dịch, trong trường hợp blockchain) để đảm bảo rằng chỉ những người dùng đã được xác minh mới có thể truy cập thông tin.

Nguồn: Commons.wikimedia.org

Tóm lại, khóa công khai của bạn được sử dụng để truy cập tin nhắn được mã hóa và khóa riêng của bạn được sử dụng để giải mã tin nhắn. Sức mạnh của khóa riêng phụ thuộc vào các phương pháp bảo mật và tính bí mật của khóa riêng. Blockchain sử dụng chữ ký điện tử để bảo vệ bổ sung.

Hình thức mật mã này đã được sử dụng trong nhiều năm và nó là minh chứng cho tính hiệu quả của nó mà nó đã đứng vững trước nhiều thập kỷ cố gắng phá vỡ nó.

Về mặt lý thuyết, máy tính lượng tử có thể dễ dàng giải quyết các phương pháp bảo mật của mật mã không đối xứng. Máy tính lượng tử chỉ cần đủ lớn và ngành công nghiệp này đang có những bước phát triển nhảy vọt liên quan đến điều này.

Người ta ước tính rằng sẽ mất 4.000 qubit để phá vỡ các tiêu chuẩn mã hóa mạnh nhất hiện nay. Vào tháng 11 năm 2017, IBM đã công bố rằng nó vừa sản xuất một máy tính lượng tử 50 qubit. Điều đó có vẻ như còn lâu mới đạt được con số 4.000, nhưng hãy nhớ rằng, công nghệ không phát triển theo kiểu tuyến tính. Thời gian giữa các mốc thời gian rút ngắn nhanh chóng theo thời gian. Đã 50 năm trước khi máy tính đi từ những thiết bị quân sự khổng lồ thành những vật dụng gia đình. Chỉ mới 35 năm kể từ đó và chúng ta đang trên đường tiến tới thời đại máy tính tiếp theo.

Tóm lại, các tiêu chuẩn mã hóa ngày nay trong chuỗi khối đang hoạt động, nhưng điện toán lượng tử vẫn ở đúng đầu của nó. Điều đó có ý nghĩa gì đối với blockchain và tiền điện tử?

Máy tính lượng tử có thể giết chết chuỗi khối?

Nếu nghiên cứu điện toán lượng tử tiếp tục với tốc độ hiện tại, thì nó sẽ không có vấn đề gì khi phá vỡ mã hóa được sử dụng bởi blockchain. Hệ thống kinh tế của tiền điện tử sẽ trở nên vô dụng vì tin tặc có thể ăn cắp tiền của bạn, thực hiện hành vi gian lận và kiểm soát chuỗi khối. Nếu ai đó có thể dễ dàng đánh cắp bitcoin của bạn, điều đó sẽ không tốt cho danh tiếng của Bitcoin.

Bạn có thể đã nghe nói về thuật ngữ “Tấn công 51%”. Đây là khi các thợ đào kiểm soát hơn 50% mạng lưới, cho phép họ chi tiêu gấp đôi. Theo thuật ngữ của giáo dân, điều này có nghĩa là họ có thể chi tiền gấp đôi bằng cách xóa các giao dịch khỏi chuỗi khối.

Máy tính lượng tử có thể cung cấp cho những kẻ khai thác độc hại sức mạnh mà họ cần để phá vỡ ngưỡng 50% này. Mối lo an ninh đặc biệt này không phải là mối quan tâm ngay lập tức. Dự đoán là phải ít nhất 10 năm nữa máy tính lượng tử mới có thể làm được điều này. Tuy nhiên, với kiến ​​trúc kỹ thuật được tiết lộ gần đây cho máy tính lượng tử, dòng thời gian đó có thể được rút ngắn.

Có một mối quan tâm lớn hơn nhiều, như chúng tôi đã đề cập, là tính dễ dàng mà máy tính lượng tử có thể phá vỡ mã hóa khóa công khai. Điện toán lượng tử dự kiến ​​sẽ đạt được mức quyền lực này vào năm 2027. Nói cách khác, nếu các tiêu chuẩn mã hóa ngày nay và theo phần mở rộng, bảo mật chuỗi khối, không phát triển các kỹ thuật bảo mật hoặc tiêu chuẩn mã hóa mới, thì thực tế nó sẽ vô dụng.

Tin tốt là các nhà phát triển tiền điện tử có tư duy dài hạn trên thực tế đang chuẩn bị cho tình huống này và họ đã có một vài thủ thuật trong tay.

Áp dụng các biện pháp phòng ngừa

Tiền điện tử đang sử dụng nhiều công cụ khác nhau để chống lại mối đe dọa đang đến gần của máy tính lượng tử. Đó là một sự tiến hóa về công nghệ đang hình thành nên một chương trình.

Một trong những sự phát triển này là phiên bản nâng cấp của Bitcoin được gọi là qBitcoin. Có thể tưởng tượng được việc sử dụng các giao thức mật mã lượng tử, chẳng hạn như sơ đồ phân phối khóa lượng tử BB84, để chuyển những qBitcoin này giữa những người dùng.

Có một điều trớ trêu ở đây: chính công nghệ mà điện toán lượng tử sử dụng để đe dọa bảo mật chuỗi khối, qubit, được sử dụng để bảo vệ các chuỗi khối. Thật không may, có những trở ngại liên quan đến phương pháp này. Cần phải lắp đặt một mạng phân phối lượng tử để chuyển các qubit này, điều này là không khả thi về mặt tài chính trên quy mô lớn vì chi phí xây dựng cao. Tuy nhiên, theo thời gian, nó có thể trở nên rẻ hơn.

Một phương pháp được đề xuất khác là Sổ cái kháng lượng tử, được phát triển bởi Tiến sĩ Peter Waterland. Kỹ thuật mới này được thiết kế dựa trên mật mã hậu lượng tử. Nó nhằm mục đích chống lại mối đe dọa của tính toán lượng tử bằng cách triển khai các chữ ký số mới vào các giao dịch, một thứ làm cho sổ cái có khả năng chống lại tính toán lượng tử.

Sử dụng thuật toán Proof-of-Stake, phương pháp này đã được chứng minh là có các hàm giả ngẫu nhiên dựa trên băm an toàn giúp chống lại phân tích lượng tử. Không giống như qBitcoins, nó không cần cơ sở hạ tầng đắt tiền để hoạt động. Nó có thể chạy trên các thiết bị tiêu thụ điện năng thấp như máy tính xách tay và Raspberry Pis.

QRL cũng có kế hoạch giới thiệu một lớp nhắn tin an toàn lượng tử. Thông qua một kỹ thuật được gọi là mật mã dựa trên mạng tinh thể, các giao dịch sẽ được ký bằng một khóa công khai đặc biệt mà người dùng có thể sử dụng để quay số một phương tiện truyền thông an toàn mà thông điệp có thể được gửi đi. Các kế hoạch bổ sung bao gồm liên kết các ID blockchain với các địa chỉ an toàn lượng tử này, được gọi là giao dịch XMSS.

Ngoài ra còn có các loại tiền điện tử hiện có đang lên kế hoạch cho tiền mã hóa hậu lượng tử. IOTA, một trong những đồng tiền lớn nhất trên thị trường, sử dụng Winternitz OTS hoặc Lamport Signatures để đảm bảo chữ ký của nó khỏi phân tích lượng tử. Vấn đề duy nhất với điều này là mỗi địa chỉ chỉ có thể được sử dụng một lần.

Giao thức độc quyền của IOTA, Tangle, phản trực giác, thực sự tăng tốc mạng khi có nhiều người dùng hơn. IOTA’s Directed Acyclic Graph, khác với một chuỗi khối, là một bước phát triển mới đáng chú ý trong công nghệ tiền điện tử. Trên mạng này, người gửi giao dịch phải xác minh hai giao dịch khác. Đây là giao thức mới hấp dẫn và rất đáng để đọc.

Tiên lượng cho bảo mật chuỗi khối là gì?

Không quá lo lắng, may mắn thay.

Đúng, điện toán lượng tử có thể gây ra thảm họa cho tiền điện tử nhưng ngành công nghiệp này đã sẵn sàng chống lại mối đe dọa này. Nó vẫn còn rất sớm trong vòng đời của cả hai công nghệ và nó thậm chí có thể hỗ trợ cả hai về tổng thể nếu chúng cạnh tranh song song với nhau. Sự xuất hiện sắp xảy ra của máy tính lượng tử đang buộc các chuyên gia mã hóa và tiền điện tử phải chuẩn bị cho nó, điều này chỉ cải thiện các tính năng và cơ hội sống sót của nó.

Câu trả lời là bạn không cần phải hoảng sợ. Có thể xảy ra rằng điện toán lượng tử chiến thắng, nhưng những nỗ lực phủ đầu của các chuyên gia mật mã và tiền điện tử có vẻ đầy hứa hẹn. Theo ý kiến ​​cá nhân của tôi, có vẻ như điện toán lượng tử sẽ không phá hủy thị trường. Giá trị vốn có của chuỗi khối trong rất nhiều ngành công nghiệp là một lợi ích cần phải được thực hiện bằng cả hai tay. Thật khó để tưởng tượng có ai đó muốn bỏ qua nó. Có vẻ như một số biện pháp phòng thủ chống lại máy tính lượng tử sẽ được phát hiện hoặc phát minh ra trước đó không lâu.

Nếu bạn có suy nghĩ của riêng mình về điện toán lượng tử, bảo mật chuỗi khối hoặc tiền xu đang giải quyết vấn đề tiền mã hóa hậu lượng tử, vui lòng cho chúng tôi biết trong phần nhận xét bên dưới.