‏"Tổng quan về cuộc tranh luận về Bitcoin và mối đe dọa của máy tính lượng tử"

Bài viết đã dịch lại một cách tùy biến

Tại sao mối đe dọa lượng tử vẫn còn mang tính lý thuyết, tại sao nó đã bắt đầu thực sự xuất hiện, và tại sao phản ứng đúng đắn là chuẩn bị cẩn thận chứ không phải hoảng loạn.

Độ tin cậy của Bitcoin như một kho lưu trữ giá trị dài hạn phụ thuộc vào nhiều yếu tố hơn là chỉ sự khan hiếm. Nó còn dựa trên niềm tin rằng giao thức có thể đáng tin cậy thực thi các yêu cầu của từng người sở hữu đồng tiền của họ. Nếu một ngày nào đó điều này bị nghi ngờ, thì luận điểm của Bitcoin như một kho lưu trữ giá trị sẽ bị suy yếu.

Vì vậy, cuộc tranh luận về lượng tử rất quan trọng. Về lý thuyết, một máy tính lượng tử đủ mạnh có thể phá vỡ các mã hóa bảo vệ quyền sở hữu đó.

Máy tính lượng tử đã là một mối đe dọa lý thuyết đối với Bitcoin từ thời kỳ mạng lưới ban đầu. Năm 2010, Satoshi Nakamoto đã trực tiếp đề cập đến vấn đề này.

Trong nhiều năm, điều đó đủ để trấn an phần lớn cộng đồng Bitcoin rằng nếu mối đe dọa trở nên cấp bách hơn, có thể khám phá và áp dụng các giải pháp khi cần thiết. Nguy cơ vẫn còn cảm giác xa vời, trừu tượng và không cấp bách.

Nhưng giả định này đang được thử thách ngày nay.

Trong năm qua, cuộc tranh luận về lượng tử đã thay đổi rõ rệt. Các nhà nghiên cứu từ Google và Cục NIST đã công bố các nghiên cứu riêng biệt làm giảm đáng kể nguồn lực lý thuyết cần thiết để tấn công mã hóa dựa trên đường cong elliptic. Google đã đưa ra lộ trình sau lượng tử đến năm 2029, và NIST cũng đã xác định lộ trình loại bỏ các tiêu chuẩn mã hóa mà Bitcoin dựa vào trước năm 2035.

Các chuyên gia về máy tính lượng tử đang xem xét lại các mốc thời gian của họ về khi nào một máy tính lượng tử có khả năng mã hóa có thể chuyển từ lý thuyết sang thực tế.

Những tiến bộ này đã thúc đẩy một cuộc tranh luận nghiêm túc hơn trong cộng đồng Bitcoin.

Một số người cho rằng Bitcoin nên bắt đầu chuẩn bị tích cực hơn trong khi mối đe dọa vẫn còn mang tính lý thuyết, đặc biệt vì việc phối hợp phi tập trung có thể mất nhiều năm. Những người khác cảnh báo rằng nguy cơ lớn nhất trong ngắn hạn có thể là việc nâng cấp nhanh chóng giao thức, dẫn đến các rủi ro mới trước khi mối đe dọa chính thực sự trở thành hiện thực.

Để rõ ràng, điều này không có nghĩa là Bitcoin đang bị tấn công lượng tử ngày hôm nay. Không có máy tính lượng tử nào đã phá vỡ Bitcoin. Không có máy tính lượng tử nào đã phá vỡ bất kỳ hệ mã hóa thực sự nào ở quy mô liên quan ở đây. Thiết bị như vậy hiện chưa tồn tại. Nhưng điều này có nghĩa là vấn đề không còn dễ dàng bị loại trừ như một tưởng tượng viễn tưởng xa vời.

- Lý thuyết tiến bộ nhanh hơn phần cứng:
Thuật toán Shor, lần đầu tiên mô tả vào năm 1994, là thuật toán lượng tử có thể lý thuyết phá vỡ loại mã hóa khóa công khai mà Bitcoin dựa vào. Toán học đằng sau nó đã được hiểu rõ trong nhiều thập kỷ. Điều chưa có là một máy có thể thực thi nó một cách thực tế.

Các cụm qubit không phải là lý thuyết; chúng là phần cứng.

Vi mạch quang học là thành phần cơ bản để xây dựng máy tính lượng tử. Các hệ thống này rất nhạy cảm và cần kiểm soát chính xác đặc biệt.

Nhiệt độ, dao động, nhiễu điện từ hoặc nhiễu ngẫu nhiên có thể làm xáo trộn trạng thái của qubit và làm hỏng tính toán. Sự mất ổn định này gọi là mất liên kết, là một trong những lý do chính khiến việc xây dựng máy tính lượng tử hữu ích gặp khó khăn.

Đây cũng là lý do tại sao việc chỉ thêm các qubit vật lý không giải quyết được vấn đề. Máy tính lượng tử hữu ích cần các qubit có thể duy trì ổn định đủ lâu để thực hiện các chuỗi dài các phép tính với tỷ lệ lỗi cực thấp. Tấn công mã hóa không thể chấp nhận nhiều lỗi.

Vì vậy, sửa lỗi là cực kỳ quan trọng. Để hoạt động hữu ích, các hệ thống lượng tử phải kết hợp nhiều qubit vật lý dễ bị tổn thương thành ít qubit logic hơn, đáng tin cậy hơn, là các qubit ổn định được xây dựng từ nhiều qubit vật lý hoạt động cùng nhau để phát hiện và sửa lỗi trước khi chúng gây quá tải cho tính toán.

Nói cách khác, qubit vật lý và tính toán hữu ích không mở rộng theo tỷ lệ 1:1. Khi tính đến sửa lỗi, hàng trăm qubit logic có thể tương đương với hàng trăm nghìn qubit vật lý, và hàng nghìn qubit logic có thể lên tới hàng triệu.

Điểm chính là: đối với các phép tính mã hóa liên quan, các qubit logic quan trọng hơn nhiều so với số lượng qubit vật lý thô sơ.

Các hệ thống công khai tốt nhất vẫn còn được đo bằng chục qubit logic, không phải hàng nghìn. Và chúng vẫn còn xa mới đạt đến mức độ có thể tấn công lý thuyết mã hóa khóa công khai mà Bitcoin dựa vào.

Các nghiên cứu học thuật gần đây không cho thấy phần cứng ngày nay đột nhiên có thể đe dọa Bitcoin. Thay vào đó, chúng cho thấy chính cuộc tấn công có thể đòi hỏi ít tài nguyên vật lý hơn so với các ước tính trước đó. Các thiết kế tấn công đã được cải thiện, nhưng vấn đề kỹ thuật khó hơn trong việc xây dựng chính thiết bị này vẫn còn nguyên.