Trong những ngày gần đây, đã có một cơn bão truyền thông mini xung quanh thông báo của Google về Willow, máy tính lượng tử mới của họ, và một mối đe dọa tiềm tàng đối với bitcoin. Hầu hết các phân tích đều cho thấy sự hiểu biết bề mặt đáng kể về cách mà máy tính lượng tử sẽ thay đổi mật mã, cũng như cách mà bitcoin vẫn resilient trước những tiến bộ công nghệ loại này. Chúng ta sẽ xem xét sâu hơn về máy tính lượng tử và mối đe dọa mà nó gây ra cho bitcoin. Sẽ có những phần kỹ thuật ở một số điểm, nhưng điều này là cần thiết để khám phá bề mặt và thực sự hiểu trạng thái hiện tại.
Nói tóm lại, máy tính lượng tử chắc chắn sẽ cần một sự thay đổi đối với giao thức của bitcoin trong vài năm tới, tương tự như những nâng cấp máy tính được kích hoạt bởi Y2K. Đây sẽ là một bài tập tốn kém và tốn thời gian, nhưng không phải là một mối đe dọa tồn tại đối với chính bitcoin. Và không chỉ bitcoin bị ảnh hưởng, vì điều chúng ta thực sự đang nói đến là khả năng của máy tính lượng tử trong việc phá vỡ mỗi loại.
mật mã mà chúng ta sử dụng ngày nay trong tài chính, thương mại, ngân hàng và nhiều lĩnh vực khác.
Thật khó để không tự hỏi liệu một số lo ngại về sự kết thúc của bitcoin có nguồn gốc từ một kiểu động thái “nho chua” nào đó không. Những nhà phê bình từ lâu đã tránh xa bitcoin – cho dù vì họ không tin rằng nó có thể hoạt động, tức giận với thách thức mà nó đặt ra cho sự kiểm soát của chính phủ, hay đơn giản là tiếc nuối vì đã không đầu tư khi nó còn rẻ – đang nắm bắt tin tức về máy tính lượng tử của Google để dự đoán sự sụp đổ của bitcoin. Những phản ứng này thường nói lên nhiều hơn về thành kiến của những người hoài nghi hơn là về những điểm yếu của chính bitcoin.
Không Chỉ Là Vấn Đề Bitcoin
Máy tính lượng tử Willow của Google có thể thực hiện các phép toán với 105 qubit, và đầu ra của nó được cho là (tính đến thời điểm này) tương đối chính xác. Mặc dù 105 qubit là một bước tiến lớn trong sức mạnh xử lý so với các máy tính lượng tử trước đó, việc phá vỡ mã hóa bitcoin sẽ cần từ 200 đến 400 triệu qubit. Để đạt được khả năng này trong vòng 10 năm, tính toán lượng tử sẽ phải tăng lên trên
324% hàng năm, điều này hoàn toàn vượt xa mong đợi.
Tuy nhiên, tính toán lượng tử là một mối đe dọa đối với bitcoin mà cần phải được coi trọng. Giao thức của bitcoin sẽ cần được cập nhật để có khả năng chống lại lượng tử, và sớm hơn là muộn. Các cuộc thảo luận trong cộng đồng nhà phát triển bitcoin về thời điểm và cách thức thực hiện điều này đã bắt đầu. Khi những ý tưởng này được củng cố hơn, một Đề xuất Cải tiến Bitcoin, hay BIP, sẽ được đăng tải trực tuyến để tiếp tục tranh luận và thử nghiệm. Nếu và khi bất kỳ giải pháp cụ thể nào được cộng đồng lựa chọn, nó sẽ có hiệu lực khi một số lượng lớn các nút bitcoin chấp nhận nó.
Những thay đổi sắp tới đối với bitcoin để đối mặt với thách thức này thật nhỏ bé so với những gì sẽ được yêu cầu từ hàng triệu giao thức và mạng lưới tính toán an toàn khác. Nỗ lực để nâng cấp toàn bộ các giao thức mã hóa của thế giới sẽ phức tạp hơn nhiều so với việc chuẩn bị cho Y2K.
Tập trung vào cách tính toán lượng tử sẽ ảnh hưởng đến tiền điện tử đã bỏ lỡ một điểm quan trọng hơn nhiều: Sự kết thúc của việc mã hóa.
Tùy chọn không chỉ là một vấn đề bitcoin, mà là một vấn đề tổng thể. Sự chuyển mình vào một thế giới sau lượng tử sẽ là một thách thức cơ bản đối với nền tảng của nền văn minh hiện đại.
Mã hóa ở khắp mọi nơi
Mã hóa là nền tảng của cuộc sống hiện đại, hỗ trợ hầu như mọi khía cạnh của xã hội được công nghệ hỗ trợ. Các hệ thống tài chính phụ thuộc vào mã hóa RSA để bảo vệ các giao dịch ngân hàng trực tuyến, đảm bảo rằng các thông tin nhạy cảm như số thẻ tín dụng và thông tin tài khoản được an toàn trước sự đánh cắp. Nếu không có mã hóa, sẽ không có hệ thống ngân hàng.
Các nền tảng thương mại điện tử sử dụng những nguyên tắc tương tự để bảo vệ dữ liệu thanh toán khi nó di chuyển giữa người mua và người bán. Nếu không có mã hóa, sẽ không có thương mại điện tử.
Các bệnh viện và nhà cung cấp dịch vụ y tế phụ thuộc vào mã hóa để di chuyển hồ sơ sức khỏe điện tử và xử lý thanh toán. Nếu không có mã hóa, sẽ không có hệ thống y tế hiện đại.
Các cơ quan chính phủ sử dụng mã hóa để bảo đảm thông tin liên lạc mật, bảo vệ các bí mật quốc gia khỏi những đối thủ tiềm năng. Nếu không có mã hóa,
tion, không có an ninh quốc gia.
Các lệnh được mã hóa bảo vệ các thiết bị Internet of Things (IoT), từ ô tô kết nối đến các hệ thống nhà thông minh, ngăn chặn những kẻ xấu kiểm soát công nghệ hàng ngày. Nếu không có mã hóa, sẽ không có thiết bị thông minh.
Thu Hoạch Ngay, Giải Mã Sau
Mặc dù có thể chúng ta còn vài năm hoặc thậm chí hàng thập kỷ nữa mới đến cuối các phương pháp mã hóa thông thường, nhưng việc chuẩn bị cho sự thống trị của lượng tử đã bắt đầu ngay trong bối cảnh của mối đe dọa “thu hoạch ngay, giải mã sau”.
Một trong những đặc điểm chính của mã hóa là nó cho phép bạn gửi các tin nhắn an toàn qua một kênh không an toàn. Ví dụ, khi bạn đăng nhập vào tài khoản ngân hàng của mình trên máy tính tại nhà, mật khẩu của bạn được mã hóa trước khi được gửi qua internet đến ngân hàng của bạn. Trong quá trình này, nó có thể đi qua nhiều máy chủ, mà về lý thuyết có thể lưu và lưu trữ nó. Tuy nhiên, vì mật khẩu đã được mã hóa, họ chỉ lưu một chuỗi chữ vô nghĩa. Nếu bạn là một kẻ xấu, bạn sẽ không thể giải mã
e password, so saving it would be pointless.
That is, unless you save it for years or decades, waiting for the day that you can decrypt the data using a quantum computer that is yet to be invented.
That might not make sense for a bank password. Like a lot of other encrypted data, it would probably be irrelevant beyond a certain time horizon, even if it were decrypted decades later. Passwords get changed, accounts are closed, people pass away, and companies cease to exist. However, in some domains, encrypted data may be useful years or even decades after it is saved – data like state secrets or master lists of passwords that are reused across platforms.
If quantum computing is expected to crack encryption in a few years or decades, attackers in sensitive domains like defense and intelligence would (and surely do) collect encrypted data now, even if it is currently indecipherable and useless. Therefore the groundwork for the transition to post-quantum cryptography has already begun to
được thiết lập.
Mật mã Hậu lượng tử
Trong khi máy tính lượng tử cuối cùng sẽ giải mã các phương pháp mã hóa hiện tại, chúng cũng có thể được sử dụng để phát triển các thuật toán mật mã tiên tiến hơn nữa. Nói một cách khác, điện toán lượng tử không đánh dấu sự kết thúc của mật mã mà là sự chuyển đổi từ các thuật toán mật mã hiện tại sang những thuật toán kháng lượng tử mới hơn.
Quá trình chuyển đổi này đã diễn ra. Mật mã hậu lượng tử (PQC) là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực, sản xuất những tiến bộ đầy hứa hẹn nhằm bảo vệ các hệ thống chống lại các mối đe dọa lượng tử trong tương lai đồng thời vẫn giữ nguyên các nguyên tắc cơ bản của an ninh mật mã. Bitcoin, và tất cả những thứ khác, sẽ cần phải tận dụng những tiến bộ trong PQC để duy trì tính toàn vẹn của nó.
Nền tảng của PQC nằm trong các bài toán toán học mà máy tính lượng tử không phù hợp để giải quyết. Không giống như mật mã hiện tại, dựa vào bài toán logarithm rời rạc và phân tích số nguyên – cả hai đều có thể được giải quyết hiệu quả.
được dẫn dắt bởi một máy tính lượng tử đủ mạnh – các thuật toán PQC được xây dựng trên các khung toán học khác nhau. Điều này bao gồm mật mã dựa trên lưới, phương trình đa biến và chữ ký dựa trên hàm băm, tất cả đều cho thấy tiềm năng đáng kể trong việc chống lại các cuộc tấn công lượng tử.
Thời gian biểu cho Mật mã Hậu lượng tử
Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đã đi đầu trong nỗ lực này, phối hợp một sáng kiến toàn cầu để tiêu chuẩn hóa các thuật toán mật mã chống lượng tử. Sau nhiều năm đánh giá nghiêm ngặt, NIST đã công bố một loạt các thuật toán ứng viên cho tiêu chuẩn mật mã hậu lượng tử vào năm 2022, tập trung vào việc triển khai thực tế và tính ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp.
Mặc dù việc chuyển đổi sang PQC sẽ rất phức tạp, nhưng nó đã bắt đầu hình thành. Bản Ghi nhớ An ninh Quốc gia 10 (NSM-10) đã đặt ra mốc thời gian vào năm 2035 để chuyển đổi các hệ thống liên bang sang các phương pháp mật mã chống lượng tử. Tuy nhiên, một số hệ thống có tính bảo mật dài hạn
các nhu cầu bảo mật như giao tiếp của chính phủ hoặc giao dịch tài chính an toàn có thể yêu cầu áp dụng sớm hơn do hồ sơ rủi ro cao hơn của chúng. NIST khuyến nghị ưu tiên các sơ đồ thiết lập khóa chống lại quantum trong các giao thức như TLS và IKE, là nền tảng cho giao tiếp an toàn trên internet.
Con đường phía trước cho PQC không chỉ bao gồm việc cập nhật các tiêu chuẩn mã hóa mà còn đảm bảo tính tương thích với các hệ thống hiện có. Đây là một nhiệm vụ khó khăn, vì có nhiều ứng dụng mã hóa khác nhau trong các ngành công nghiệp, nhưng điều này là cần thiết để duy trì niềm tin trong một thế giới kỹ thuật số kết nối. Khi NIST tiếp tục làm việc với các viện nghiên cứu, ngành công nghiệp và chính phủ, việc áp dụng rộng rãi PQC đại diện cho một bước quan trọng trong việc bảo vệ tương lai của internet.
Nâng Cấp Văn Minh
Cuộc sống kỹ thuật số của chúng ta sẽ cần được nâng cấp để chống lại các mối đe dọa từ quantum, từng giao thức một. Có rất nhiều giao thức dựa vào mã hóa đến mức không thể tránh khỏi sẽ có một số lỗi và tấn công khi chúng được
được nâng cấp để chống lại các mối đe dọa từ lượng tử. Bitcoin là một giao thức duy nhất rất quan trọng đối với tài chính toàn cầu, không có gì nghi ngờ rằng nó sẽ là một trong những cái đầu tiên ra mắt.
Việc chuyển đổi sang mật mã sau lượng tử có thể gặp nhiều thách thức, nhưng thực tế rằng điều đó là cần thiết thì thật sự kích thích – nó báo hiệu rằng chúng ta đang bước vào kỷ nguyên của máy tính lượng tử. Công nghệ biến đổi này hứa hẹn sẽ mang lại những đột phá trong các lĩnh vực từ y học đến vật liệu tiên tiến, mở ra những khả năng và đổi mới mà chúng ta khó có thể tưởng tượng được ngày nay.
Bình luận (0)