Được ví là "kho báu thất lạc", ví của "cha đẻ" Bitcoin Satoshi Nakamoto hiện trị giá gần 106 tỷ USD. Từ khi tiền số ra đời năm 2009, ví này được xem như huyền thoại vì gần như ngủ yên, không có bất cứ giao dịch nào thực hiện kể từ đó.

Tuy nhiên, theo CoinTelegraph, nhiều nhà bảo mật đánh giá ví Satoshi là "rủi ro trị giá hàng tỷ USD", không phải không đến từ hacker hay xâm nhập máy chủ, mà là sự xuất hiện của máy tính lượng tử. "Khi máy tính lượng tử chuyển từ phòng thí nghiệm ra đời thực, hệ thống mật mã hiện có, gồm bảo mật blockchain trên Bitcoin, có thể bị giải mã. Điều đó không phải 'giá như' nữa, bởi chúng sắp thành hiện thực", trang này bình luận.

Tại sao ví Satoshi là mục tiêu lượng tử?

Mỗi ví Bitcoin đều có một khóa công khai và khóa riêng tư duy nhất, nếu mất sẽ không thể lấy lại tiền số. Hầu hết ví Bitcoin hiện đại đều ẩn khóa công khai cho đến khi giao dịch. Chúng được lưu trong các địa chỉ trả tiền theo mã băm (hash) khóa công khai (P2PKH), bắt đầu bằng "1" hoặc trong các địa chỉ SegWit mới hơn bắt đầu bằng "bc1". Với loại địa chỉ này, blockchain không lưu trữ toàn bộ khóa công khai khi nhận được tiền, thay vào đó chỉ lưu mã hash của khóa công khai và chỉ tiết lộ khi tiền được giao dịch.

Để dễ hiểu hơn, có thể xem nó giống như hộp thư ngân hàng. Mã hash chỉ là khe cắm thư, bất kỳ ai cũng có thể nhìn thấy và bỏ tiền vào đó. Khóa công khai là cánh cửa kim loại bị khóa phía sau khe cắm, không ai nhìn thấy ổ khóa hoặc cơ cấu của nó và chỉ được tiết lộ cho mạng lưới vào đúng thời điểm người dùng quyết định chuyển tiền. Lúc này, khóa riêng tư sẽ kích hoạt để "mở khóa".

Tuy nhiên, ví Satoshi thuộc kiểu trả tiền theo khóa công khai (P2PK) - công nghệ đời đầu của blockchain Bitcoin và không có hash. Nghĩa là, khóa công khai của chúng hiển thị vĩnh viễn trên blockchain và ai cũng có thể xem.

Với máy tính thông thường, việc giải mã gần như bất khả thi, vì thiết kế ngược khóa công khai để tìm khóa riêng tương ứng rất khó khăn, có thể mất hàng triệu năm. Trên máy tính hiện tại, lựa chọn duy nhất là dùng sức mạnh xử lý để đoán mọi khóa có thể. Bitcoin sử dụng khóa riêng dài 256-bit, nghĩa là có tối đa 2^256 - con số lớn đến mức vượt quá số lượng nguyên tử trong vũ trụ đã biết. Đây là lý do Bitcoin an toàn trước mọi siêu máy tính đang có trên Trái Đất.

Nhưng máy tính lượng tử sẽ thực hiện tính toán thông qua thuật toán Shor, một quy trình phát triển từ năm 1994. Trên máy tính lượng tử đủ mạnh, Shor có thể sử dụng chồng chập lượng tử để tìm ra các mô hình toán học, cụ thể là chu kỳ ẩn trong bài toán đường cong elliptic. Nó có thể sử dụng khóa công khai và thực hiện kỹ thuật đảo ngược để tìm ra khóa riêng duy nhất đã tạo ra nó.

Quy trình này có thể thực hiện trong vài ngày, thậm chí vài giờ. Kẻ tấn công không cần phải hack máy chủ, chỉ cần thu thập khóa công khai P2PK bị lộ từ blockchain, đưa vào máy lượng tử và chờ khóa riêng được trả về. Sau đó, chúng có thể ký một giao dịch và chuyển 1,1 triệu Bitcoin sang ví khác.

"Ngày Q" của máy tính lượng tử

Qubit (bit lượng tử) là đơn vị cơ bản của thông tin trong máy tính lượng tử. Thay vì trạng thái 0 hoặc 1 như máy tính thông thường, qubit có thể tồn tại đồng thời cả hai trạng thái nhờ hiện tượng chồng chập lượng tử (Quantum Superposition). Khi nhiều qubit được liên kết lượng tử (Quantum Entanglement), chúng có thể xử lý song song hàng triệu khả năng cùng lúc. Đặc tính này giúp máy tính lượng tử có tiềm năng vượt xa máy tính truyền thống trong các lĩnh vực như mô phỏng vật liệu, mật mã học và cả AI.

Theo National Academies, việc phá vỡ mã hóa Bitcoin được ước tính cần một máy tính lượng tử đạt sức mạnh 2.330 qubit với qubit logic ổn định. Vì qubit trên máy tính lượng tử hiện nay rất "nhiễu" và dễ xảy ra lỗi, giới chuyên gia cho rằng một hệ thống chịu lỗi cần kết hợp hơn một triệu qubit vật lý chỉ để tạo ra 2.330 qubit ổn định đó.

"Ngày Q" (Q-Day) chỉ thời điểm giả định khi một máy tính lượng tử có khả năng phá vỡ mã hóa hiện tại. Nó từng được coi là vấn đề xa "hàng chục năm", nhưng mốc thời gian này được cho là đang nhanh chóng bị thu hẹp do hàng loạt công ty tham gia cuộc đua đến "Ngày Q". Từ "ông lớn" Google, IBM đến công ty nhỏ hơn như Quantinuum, Rigetti và IonQ đang công khai theo đuổi lộ trình lượng tử đầy tham vọng. Chẳng hạn, Rigetti trên đà đạt hệ thống hơn 1.000 qubit vào năm 2027.

Hàng triệu Bitcoin trước nguy cơ tấn công lượng tử

Ví Satoshi được xem là mục tiêu lớn nhất của máy tính lượng tử, nhưng không phải duy nhất. Báo cáo tháng 10 của Human Rights Foundation chỉ ra, 6,51 triệu Bitcoin nằm trong danh mục dễ bị tấn công lượng tử, trong đó 1,72 triệu nằm trong các địa chỉ P2PK. Có 4,49 triệu Bitcoin khác dễ bị tấn công nhưng có thể được bảo vệ bằng cách di chuyển sang ví khác.

Theo giới chuyên gia, cộng đồng mật mã đang thực hiện hành động cấp thiết thay vì chờ đến khi máy tính lượng tử xuất hiện trong đời thật. Giải pháp chủ yếu là Mật mã hậu lượng tử (PQC) - thuật toán mã hóa thế hệ mới phức tạp hơn và được đánh giá là an toàn trước máy tính thông thường và máy tính lượng tử.

Tháng 8/2024, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ công bố tiêu chuẩn PQC hoàn thiện đầu tiên. Đến nay, bộ tiện ích mạng OpenSSH đã ra phiên bản OpenSSH 10.0, đặt thuật toán PQC làm mặc định. Công ty Cloudflare cũng thông báo phần lớn lưu lượng truy cập web của họ hiện được bảo vệ bằng PQC.

Với Bitcoin, một số đề xuất cho hướng đi tiếp theo cũng được đưa ra. Giải pháp chủ yếu ở dạng "soft fork" - bản cập nhật tương thích ngược cho blockchain, nơi quy tắc mới chặt chẽ hơn quy tắc cũ và không làm thay đổi khối (block) hợp lệ trước đó. Bản cập nhật sẽ đưa ra các loại địa chỉ kháng lượng tử tiên tiến, đồng thời khuyến khích người dùng chuyển Bitcoin sang "ngôi nhà mới" này.

Bảo Lâm tổng hợp

• Tượng 'cha đẻ' Bitcoin Satoshi xuất hiện ở Hà Nội
• Nguy cơ mất an toàn khi máy tính lượng tử phát triển nhanh
• 'Nữ hoàng Bitcoin' nhận tội lừa đảo 61.000 Bitcoin