Máy tính lượng tử là gì? Liệu nó có thể bẻ khóa Bitcoin vào năm 2022

Một ngày nào đó máy tính lượng tử có thể được sử dụng để bẻ khóa mật mã những loại tiền điện tử như Bitcoin. Và ngày đó có thể đến sớm hơn dự đoán.

Về mặt lý thuyết, nếu bạn có một máy tính đủ mạnh, bạn có thể kiểm soát blockchain BTC. Bạn có thể sử dụng tài khoản tín dụng của mình bằng BTC miễn phí hoặc ngăn người khác thực hiện giao dịch. Vì mã khóa riêng cho mỗi ví có thể được lấy từ mã khóa chung, bạn có thể truy cập vào ví Bitcoin của bất kỳ ai bạn muốn. Những mã khóa của tòa lâu đài trị giá 163 tỷ USD sẽ là của bạn, dĩ nhiên là trong kịch bản đó, giá của BTC chắc chắn sẽ giảm mạnh ngay khi những tuyên bố về khả năng bất khả xâm phạm của nó bị phát hiện là vô căn cứ.

Trong khi ngay cả siêu máy tính mạnh nhất sẽ mất hàng nghìn năm để bẻ khóa Bitcoin, có những cỗ máy về mặt lý thuyết có thể làm như vậy chỉ trong vài giây. Những thiết bị cực nhanh này được gọi là máy tính lượng tử.

Và chúng thật sự hiện đang được phát triển bởi một số bộ óc siêu việt trên hành tinh.

Một số chuyên gia nói rằng đã quá muộn đối với Bitcoin; máy tính lượng tử đã được phát triển một cách bí mật bởi các Chính phủ, có thể làm hư hại blockchain chỉ trong một vài năm.

Nhưng đối với những người khác, bao gồm một số nhà phát triển máy tính lượng tử, nói rằng sự lo lắng là rất viển vông và xa vời; vào thời điểm máy tính lượng tử trở nên đáng tin cậy và đủ mạnh để tấn công BTC, các nhà phát triển blockchain sẽ vá lỗ hổng này.

Bạn muốn biết thêm? Hướng dẫn tổng quan này chứa mọi thứ bạn cần biết về máy tính lượng tử và BTC.

Vật lý lượng tử liên quan đến việc nghiên cứu các cấu trúc nhỏ hơn các nguyên tử. Khi nhìn vào các cấu trúc nguyên tử phụ, các định luật vật lý bị bỏ qua một bên và những điều điên rồ bắt đầu xảy ra. Máy tính lượng tử khai thác các tính chất đó để thực hiện các phép tính thậm chí còn nhanh hơn nhiều so với siêu máy tính mạnh nhất.

Những máy tính truyền thống giống như máy tính mà bạn đang sử dùng để đọc bài viết này, hoạt động theo các số 1 và 0. Nếu một cái gì đó “đúng”, thì bóng bán dẫn sẽ ghi 1. Và nếu nó có nghĩa là “sai”, thì bóng bán dẫn sẽ đọc 0. Có hàng tỷ bóng bán dẫn trong mỗi máy tính; ước tính 13000 tỷ tỷ bóng bán dẫn đã được tạo ra kể từ lần tạo ra đầu tiên vào năm 1947, khiến nó trở thành công cụ được sản xuất nhiều nhất.

Nhưng do một thứ gọi là “chồng chập lượng tử”, các bóng bán dẫn trong máy tính lượng tử có thể ghi đồng thời cả 1 và 0, có nghĩa là một bóng bán dẫn lượng tử mạnh hơn theo cấp số nhân so với máy tính thông thường.

Bitcoin sử dụng một thứ gọi là ECDSA để ký chữ ký kỹ thuật số và sử dụng một tiêu chuẩn mã hóa gọi là SHA-256 để băm các khối trên chuỗi.

Với BTC, một khóa riêng được chọn ngẫu nhiên được chạy qua các thuật toán này để tạo mã khóa công khai. Và giao thức BTC sử dụng giá trị băm của điều này để tạo địa chỉ BTC công khai.

Nguồn: Google

Một máy tính lượng tử có thể đảo ngược quá trình này và lấy mã khóa riêng từ mã khóa công khai. Và đây rồi! Khiếu nại BTC về quyền bất khả xâm phạm và không có khả năng bị hack đã biến mất và bạn có quyền truy cập vào bất kỳ ví BTC nào bạn muốn.

Hai thuật toán lượng tử chính đe dọa đến tình trạng hiện tại của crypto đã được phát triển: thuật toán của Grover và Shor.

“Một kẻ ác có thể chèn các khối riêng của hắn vào và làm suy yếu toàn bộ blockchain.” – Rob Campbell

Rob Campbell, Chủ tịch Med Cybersecurance tại Baltimore có trụ sở tại Maryland, nói rằng máy tính lượng tử sử dụng cả thuật toán của Grover và Shoror để có thể “khai thác nhanh hơn nhiều so với những người khác, và do đó một kẻ ác có thể chèn các khối riêng của hắn vào và phá hoại toàn bộ blockchain.”

Người ta đã ước tính rằng bạn cần có một máy tính lượng tử với ít nhất 4.000 qubit – đơn vị biểu thị sức mạnh của một máy tính lượng tử để bẻ khóa code của Bitcoin. Vấn đề là các máy tính lượng tử mạnh nhất hiện nay… rõ ràng là yếu hơn. Vào tháng 10 năm 2019, Google đã công bố một máy tính lượng tử với 54 qubit; nó là máy tính lượng tử mạnh nhất được công bố trong phạm vi công khai.

Nhưng Campbell nói rằng các công ty lớn, như Google, Amazon, Microsoft và IBM đang tạo ra “sự tiến bộ nhanh chóng”, đó là làm chủ của một loạt các công ty nhỏ hơn.

Vì vậy, bao lâu cho đến khi mối đe dọa điện toán lượng tử trở thành một vấn đề đối với Bitcoin? Nó phụ thuộc vào người bạn đặt ra câu hỏi. Tại Diễn đàn Kinh tế Thế giới ở Davos, Sundar Pichai – CEO của công ty mẹ Google là Alphabet, là một trong những nhân vật lớn đầu tiên đưa ra deadline (thời hạn) cho việc này. “Trong khung thời gian 5 đến 10 năm, điện toán lượng tử sẽ phá vỡ mã hóa như chúng ta đã biết ngày nay.”

Một số nhà lãnh đạo blockchain không lo lắng về mốc thời gian này. Tại Web Summit 2019, Tiến sĩ Leemon Baird, người sáng lập Hedera Hashgraph đã so sánh mối đe dọa của điện toán lượng tử với vấn đề Y2K. “Giống như Y2K; đúng vậy, chúng ta đã phải thực hiện một số thay đổi đối với phần mềm tại Y2K. Đó có phải là ngày tận thế? Thật ra là không.”

Nhà đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin cũng không quá ngạc nhiên. Ông nói với Forkast News vào tháng 10 năm 2019, “Với mọi thuật toán mã hóa mà máy tính lượng tử có thể phá vỡ, chúng tôi biết rằng chúng tôi có một sự thay thế […] mà máy tính lượng tử không thể phá vỡ. ”Mặc dù chúng có thể kém hiệu quả hơn, “Chúng tôi có một lối nâng cấp và chúng tôi biết lối nâng cấp đó là gì.”

Nhưng mối đe dọa có thể xảy ra sớm hơn nhiều, Andersen Cheng – CEO của công ty mật mã Post-Quantum có trụ sở tại London đã có những chia sẻ. Trong thế giới tình báo, điều mà Cheng biết rõ là công ty của anh ta đã làm việc với các bộ phận chống khủng bố của các tổ chức như NATO, GCHQ và NCSC, “Có một số bằng chứng cho thấy điều này có thể diễn ra trong khoảng hai năm.”

Nguồn: Google

Cheng nói rằng dự đoán của Pichai từ 5 đến 10 năm dựa trên các máy tính lượng tử có sẵn trên thị trường; không có Chính phủ nào cho phép họ có một máy tính lượng tử khổng lồ có kích thước của một sân vận động, được giấu trong một hầm ngầm.

Để Pichai bán máy tính lượng tử của Google cho các công ty khác, nó sẽ phải ổn định và thiết thực. Nhưng đối với một máy tính của Chính phủ, không có vấn đề nào trong số này, “miễn là bạn có thể bắt đầu bẻ khóa mã hóa.”

Cheng cũng bác bỏ những lo ngại rằng một máy tính lượng tử sẽ phải được xây dựng có mục đích để bẻ khóa code của Bitcoin, và liệu rằng điều đó có thể mất nhiều thời gian hơn nữa. Vì thuật toán của Shor và Grover đã tồn tại, “mọi người biết chính xác phải làm gì, nhưng họ không có sức mạnh để làm điều đó. Giờ đây, mọi người đang chờ đợi sức mạnh ấy sẽ bùng nổ.”

Ngay bây giờ, đã đến lúc để cộng đồng blockchain và mật mã xây dựng các blockchain lượng tử an toàn.

Một cột mốc quan trọng là một cuộc cạnh tranh để tạo ra các thuật toán mật mã sau lượng tử được điều hành bởi Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) – bộ thiết lập tiêu chuẩn mật mã của thế giới. Người chiến thắng của NIST sẽ xác định thuật toán cho một blockchain có tính lâu bền với máy tính lượng tử.

I am extremely pleased to finally be able to bring a new, exciting project out of stealth: @praxxis_iohttps://t.co/CMcVZLtSxe

— David Chaum (@chaumdotcom) August 20, 2019