Ethereum chuẩn bị chống lại các mối đe dọa lượng tử. Cộng đồng phản ứng thế nào với đề xuất mới của Buterin và mức độ nguy hiểm thực sự như thế nào?

Sự tiến bộ theo cấp số nhân của công nghệ điện toán lượng tử đặt ra một thách thức khó khăn đối với các nền tảng blockchain , có khả năng làm suy yếu các giao thức bảo mật hình thành nên nền tảng của các mạng này, với Ethereum ( ETH ) cũng không ngoại lệ.

Để giải quyết mối lo ngại cấp bách này, Vitalik Buterin, người đồng sáng lập Ethereum, đã dẫn đầu các cuộc thảo luận về Nghiên cứu Ethereum, nhằm giải quyết và giảm thiểu các lỗ hổng mà điện toán lượng tử gây ra cho Ethereum.

Đi sâu vào chiến lược của Buterin

Buterin dự đoán trước một “trường hợp khẩn cấp lượng tử” tiềm ẩn, trong đó sự ra đời của khả năng tính toán lượng tử có thể dẫn đến hành vi trộm cắp tài sản Ethereum trên quy mô lớn.

Để chống lại mối đe dọa sắp xảy ra này, Buterin đã đề xuất một cách tiếp cận nhiều mặt, bắt đầu bằng việc triển khai hard fork của mạng Ethereum.

Hard fork này sẽ tua lại mạng về trạng thái một cách hiệu quả trước khi xảy ra bất kỳ hành vi trộm cắp tiềm ẩn nào, yêu cầu người dùng áp dụng phần mềm ví mới được thiết kế rõ ràng để ngăn chặn các cuộc tấn công trong tương lai.

Trọng tâm chiến lược của Buterin là việc áp dụng loại giao dịch mới được nêu trong Đề xuất cải tiến Ethereum (EIP) 7560. Loại giao dịch này tận dụng các kỹ thuật mã hóa tiên tiến, bao gồm chữ ký Winternitz và công nghệ chứng minh không có kiến thức như STARK, nhằm bảo vệ các giao dịch khỏi lượng tử. tấn công bằng cách bảo vệ khóa riêng của người dùng khỏi bị lộ.

Hơn nữa, Buterin ủng hộ việc tích hợp tính năng trừu tượng hóa tài khoản ERC-4337 cho ví hợp đồng thông minh, tăng cường bảo mật bằng cách ngăn chặn việc lộ khóa riêng trong quá trình ký kết.

Việc trừu tượng hóa tài khoản hoạt động như một “ví hợp đồng thông minh ”, cho phép người dùng tương tác với mạng Ethereum mà không cần sở hữu khóa riêng hoặc cần duy trì Ether để trả chi phí giao dịch.

Trong trường hợp khẩn cấp lượng tử, người dùng chưa thực hiện giao dịch từ ví Ethereum của họ sẽ vẫn được bảo vệ vì chỉ địa chỉ ví của họ là công khai.

Buterin cũng gợi ý rằng cơ sở hạ tầng cần thiết để ban hành hard fork được đề xuất về mặt lý thuyết có thể bắt đầu phát triển ngay lập tức.

Phản ứng của cộng đồng

Cộng đồng Ethereum đang tích cực thảo luận về đề xuất của Buterin về chiến lược hard fork để bảo vệ Ethereum khỏi các cuộc tấn công lượng tử có thể xảy ra. Chủ đề này đã gây được sự quan tâm và lo lắng của các thành viên.

Mặc dù tầm quan trọng của việc chuẩn bị cho các mối đe dọa lượng tử đã được công nhận, nhưng vẫn có sự hoài nghi về mức độ hiệu quả của các biện pháp này đối với những người dùng độc hại có quyền truy cập vào điện toán lượng tử. DogeProtocol, một thành viên cộng đồng, đã đặt ra câu hỏi về việc xác định chủ tài khoản hợp pháp và kẻ tấn công trong các tình huống mà máy tính lượng tử có thể đột nhập vào ví Ethereum.

DogeProtocol đề xuất sử dụng thuật toán tiêu chuẩn hóa NIST kết hợp với thuật toán cổ điển. Tuy nhiên, điều này có thể dẫn đến kích thước khối lớn hơn do chữ ký và kích thước khóa công khai lớn hơn trong nhiều phương pháp hậu lượng tử.

Một thành viên khác trong cộng đồng, nvmmonkey, đề xuất một chiến lược phủ đầu. Họ đề xuất tích hợp hệ thống máy học trong mạng nút của Ethereum để phát hiện các giao dịch lớn, đáng ngờ có thể chỉ ra các hoạt động không an toàn, kích hoạt các giao thức khẩn cấp như phân nhánh mới nổi của Stark.

Rủi ro do máy tính lượng tử gây ra cho blockchain

Công nghệ chuỗi khối, bao gồm các loại tiền điện tử như Bitcoin và Ethereum, dựa trên các thuật toán mã hóa như Thuật toán chữ ký số đường cong Elliptic (ECDSA) để bảo mật các giao dịch và duy trì tính toàn vẹn của sổ cái phân tán.

Tuy nhiên, các thuật toán lượng tử, đặc biệt là thuật toán Shor do Peter Shor phát triển năm 1994, gây ra mối đe dọa bằng cách giải quyết vấn đề logarit rời rạc trên các đường cong elip, vốn là cơ sở cho tính bảo mật của ECDSA.

Khả năng này có thể cho phép máy tính lượng tử giả mạo chữ ký số và do đó kiểm soát mọi khoản tiền liên quan đến những chữ ký đó.

Máy tính lượng tử cũng có thể làm suy yếu các hoạt động mã hóa khác trong công nghệ blockchain, bao gồm cả quá trình băm, vốn là trung tâm của việc khai thác và tạo ra các khối mới.

Mặc dù hàm băm (ví dụ: SHA-256 trong Bitcoin) không bị phá vỡ trực tiếp bởi thuật toán của Shor, nhưng thuật toán của Grover, một thuật toán lượng tử khác, về mặt lý thuyết có thể tăng tốc quá trình tìm kiếm hình ảnh trước của hàm băm, mặc dù tốc độ tăng tốc ít ấn tượng hơn so với Shor đối với mã hóa .

Bước nhảy vọt lượng tử: Chúng ta đã chuẩn bị chưa?

Mặc dù các máy tính lượng tử hiện tại chưa có khả năng phá vỡ ECDSA trên quy mô thực tế nhưng tốc độ tiến bộ nhanh chóng cho thấy mối đe dọa có thể trở thành hiện thực trong vòng vài năm tới. Google có kế hoạch xây dựng một máy tính lượng tử có khả năng xử lý các phép tính khoa học và kinh doanh mở rộng mà không gặp lỗi vào năm 2029.

IBM gần đây đã giới thiệu “IBM Quantum Heron”, bộ xử lý lượng tử tiên tiến nhất của hãng. Bộ xử lý này nổi bật nhờ hiệu suất cao và tỷ lệ lỗi thấp. IBM cũng tiết lộ IBM Quantum System Two, một máy tính lượng tử mô-đun mới. Hệ thống này, đã hoạt động ở New York, được thiết kế để giải quyết các tính toán kinh doanh và khoa học phức tạp.

Mối đe dọa lượng tử đối với mật mã hiện tại là một thực tế được các nhà nghiên cứu thừa nhận rộng rãi. Người ta ngày càng chú trọng đến việc phát triển và triển khai các thuật toán mật mã kháng lượng tử hoặc hậu lượng tử.

Ví dụ, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đã khởi xướng một quy trình đánh giá và tiêu chuẩn hóa các thuật toán mã hóa khóa công khai kháng lượng tử. Đây có thể là những bước quan trọng để duy trì tính bảo mật và khả năng phục hồi của blockchain cũng như cơ sở hạ tầng kỹ thuật số khác trước điện toán lượng tử.

Khi khả năng của máy tính lượng tử phát triển, sự tham gia hợp tác của các nhà nghiên cứu, nhà phát triển và nhà hoạch định chính sách sẽ trở nên cần thiết.

Bằng cách ưu tiên phát triển và tích hợp các giải pháp mật mã kháng lượng tử, cộng đồng blockchain có thể bảo vệ thông tin nhạy cảm, duy trì niềm tin kỹ thuật số và đảm bảo khả năng tồn tại liên tục của blockchain trong kỷ nguyên lượng tử.