Một máy tính lượng tử 10.000 qubit có thể hack mọi ví Bitcoin

Về mặt lý thuyết, sức mạnh tính toán lượng tử cần thiết để phá vỡ mã hóa bảo mật chuỗi khối đang tiếp tục giảm, đặt ra câu hỏi liệu ngành công nghiệp này có thể chuyển sang các nền tảng chống lượng tử trước khi chúng trở nên dễ bị tổn thương với chi phí hợp lý hay không.

Các giao thức bảo mật của tiền kỹ thuật số mong manh hơn bao giờ hết trước bước tiến của điện toán lượng tử.

Một bài báo mới của Caltech và công ty khởi nghiệp lượng tử Oratomic cho thấy một hệ thống với khoảng 26.000 qubit có thể phá vỡ ECC-256, tiêu chuẩn mã hóa bảo mật chuỗi khối Bitcoin và Ethereum, trong khoảng 10 ngày.

Họ nhận thấy RSA-2048, được các tổ chức tài chính sử dụng để bảo mật nền tảng Web2 của họ, khó giải quyết hơn.

Tìm ra thuật toán tháo tung mã bảo vệ bitcoin

Ví điện tử (ETH) có thể bị phá vỡ chỉ với 10.000 qubit vật lý, làm sụp đổ các ước tính trước đó vẫn lên tới hàng trăm nghìn qubit cho đến tuần này.

Qubit là đơn vị cơ bản của máy tính lượng tử, tương tự như bit trong các máy tính truyền thống. Chúng không phải là thước đo tốc độ, như gigahertz hay teraflops, mà phản ánh quy mô của hệ thống, gần giống với số lõi hoặc bóng bán dẫn trong một con chip.

Bài báo, được đăng tải hôm thứ Hai trên máy chủ bản thảo arXiv, xuất hiện cùng với một báo cáo chuyên đề về Trí tuệ Nhân tạo Lượng tử của Google, trong đó ước tính ngưỡng này ở mức dưới 500.000 qubit vật lý.

Hai điều này có mối liên hệ chặt chẽ: nhóm Oratomic sử dụng các mạch lượng tử của Google được thiết kế để phá vỡ mật mã đường cong elip 256 bit, hệ thống bảo mật ví bitcoin và ether, và chứng minh rằng một thiết lập nguyên tử trung tính - các nguyên tử được điều khiển bằng laser hoạt động như các qubit - có thể vận hành chúng với khoảng 1/50 số qubit mà Google ước tính.

Liệu Bitcoin, ETH v.v.. có kịp chuyển đổi thích ứng an ninh hậu lượng tử hay tiêu tán?

Nhìn chung, các bài báo này đánh dấu một trong những bước rút ngắn đáng kể nhất trong lịch sử các mối đe dọa lượng tử. Yêu cầu ước tính để chạy thuật toán Shor, phương pháp lượng tử để phá vỡ mã hóa khóa công khai, đã giảm năm bậc độ lớn trong hai thập kỷ, từ khoảng 1 tỷ qubit vật lý vào năm 2012 xuống còn khoảng 10.000 hiện nay.

Những lợi ích đó giúp xác định rõ hơn khung thời gian cho các cuộc tấn công tiềm năng. Theo các giả định trong bài báo, một hệ thống với khoảng 26.000 qubit có thể phá vỡ ECC-256, tiêu chuẩn mã hóa bảo mật chuỗi khối Bitcoin và Ethereum, trong khoảng 10 ngày, cho phép máy tính lượng tử thu được khóa riêng và kiểm soát tiền.

Mốc thời gian của Google là trước 2029
Các nhà nghiên cứu của Google tiết lộ rằng việc phá vỡ thuật toán mã hóa đường cong elliptic bảo mật Bitcoin và Ethereum có thể yêu cầu tài nguyên điện toán lượng tử ít hơn tới 20 lần so với ước tính trước đây, đẩy nhanh đáng kể thời gian xảy ra rủi ro tiềm tàng.

Mối đe dọa tập trung vào ECDLP-256, một bài toán toán học cốt lõi trong cách thức bảo mật ví và giao dịch tiền điện tử. Nghiên cứu mới cho thấy những tiến bộ trong thuật toán lượng tử và thiết kế hệ thống có thể khiến các biện pháp bảo vệ này dễ bị phá vỡ hơn.

Google đang kêu gọi toàn bộ hệ sinh thái tiền điện tử bắt đầu chuyển đổi sang thuật toán mã hóa hậu lượng tử càng sớm càng tốt, lưu ý rằng việc nâng cấp cơ sở hạ tầng blockchain toàn cầu có thể mất nhiều năm. Công ty đang nhắm mục tiêu năm 2029 cho quá trình chuyển đổi của riêng mình.

RSA-2048, được các tổ chức tài chính sử dụng để bảo mật nền tảng web2 của họ, sẽ yêu cầu gần 102.000 qubit và khoảng ba tháng trong một thiết lập song song hóa cao.

Mật mã đường cong elliptic dễ bị tấn công hơn vì nó đạt được mức độ bảo mật tương đương với các khóa nhỏ hơn, khiến nó dễ bị máy lượng tử xử lý hơn.

Khoảng thời gian xấp xỉ 10 ngày đó khiến cho cuộc tấn công "chi tiêu nhanh" được mô tả trong bài báo của Google, trong đó máy tính lượng tử bẻ khóa trong vài phút và chặn trước một giao dịch bitcoin đang diễn ra, trở nên khó xảy ra trong những giả định này.

Tuy nhiên, biện pháp này không giúp giảm thiểu rủi ro dài hạn đối với số tiền hiện đang nằm trong các địa chỉ dễ bị tấn công, bao gồm ước tính 6,9 triệu BTC liên kết với các ví ban đầu và các địa chỉ được sử dụng lại.

Cách tiếp cận này đi kèm với một số lưu ý. Cả chín tác giả đều là cổ đông của Oratomic, trong đó sáu người là nhân viên của công ty, điều này định vị bài báo như một kết quả khoa học và đồng thời là lộ trình cho cách tiếp cận phần cứng của công ty.

Tuy nhiên, xu hướng này ngày càng khó có thể phớt lờ. Câu hỏi không còn là liệu hệ thống lượng tử có thể phá vỡ mật mã hay không, mà là liệu ngành công nghiệp này có thể chuyển đổi trước khi chi phí thực hiện việc đó giảm mạnh hơn nữa hay không.

Google cảnh báo xâm phạm dữ liệu gmail trên toàn cầu | VTVIndex

Tuệ Minh