Số Đặc Biệt Lượng Tử: Lượng Tử Sẽ Không Cướp Bitcoin Của Bạn

Chi tiết

Kể từ khi Bitcoin tồn tại, các hình thức FUD mới (sợ hãi, bất định và nghi ngờ) đã được sử dụng để dự đoán sự sụp đổ của nó. Bất chấp điều đó, Bitcoin đã phát triển thành một tài sản trị giá hàng nghìn tỷ đô la và bắt đầu chiếm vị trí của mình trong trật tự tiền tệ toàn cầu. Trong những tháng gần đây, bóng ma về một máy tính lượng tử có liên quan đến mật mã (CRQC) cho phép kẻ tấn công tái tạo khóa bí mật từ khóa công khai và ký các giao dịch Bitcoin chuyển tiền của người khác đã quay trở lại như một hình thức FUD tiến hóa. Đây có phải là mối đe dọa thực tế đối với sự phát triển liên tục của Bitcoin không? Nói một cách ngắn gọn, không. Không có bằng chứng nào cho thấy một CRQC sẽ được chế tạo trong vòng một thập kỷ, và vẫn chưa biết liệu một cỗ máy như vậy có bao giờ được chế tạo hay không. Mối đe dọa lượng tử vẫn chỉ là FUD.

Cho đến nay, chưa có máy tính lượng tử nào tính toán được bất cứ điều gì vượt quá khả năng của một đứa trẻ 6 tuổi thông minh (đã được xác nhận bằng thực nghiệm). Máy tính lượng tử là công nghệ đáng kinh ngạc và thể hiện những khả năng thực sự xứng đáng với khoa học viễn tưởng của thế giới hiện đại. Các thiết bị này khai thác những công nghệ nền tảng như nhíp quang học, làm lạnh bằng laser, qubit thông lượng siêu dẫn, bẫy điện từ, tủ lạnh pha loãng, và nhiều công nghệ khác nữa. Bên trong các thiết bị này, từng qubit riêng lẻ được ép vào các trạng thái hạ nguyên tử cụ thể (khác nhau đối với mỗi công nghệ ứng viên), vướng víu thành các chồng chập, được điều khiển để biểu diễn các phép tính, và sau đó các thuộc tính hạ nguyên tử của chúng được đọc và diễn giải. Sự thật đáng kinh ngạc là các thiết bị này tồn tại và có thể được điều khiển để tạo ra các phép tính có ý nghĩa trên một số ít đầu vào. Sự thật phũ phàng là (đối với một công nghệ ứng viên ví dụ) để thực hiện một phép tính mà một đứa trẻ nhỏ có thể làm được đòi hỏi đủ năng lượng để điều hòa không khí cho một trường trung học ở Texas, nhiều giờ thiết lập và thêm nhiều giờ xử lý hậu kỳ.

Tôi biết bạn đang nghĩ gì, “nhưng có rất nhiều tiền đang đổ vào điện toán lượng tử”. Liệu tiền đổ vào một lĩnh vực có tương quan với tốc độ tiến bộ công nghệ thực tế trong lĩnh vực đó không? Không hẳn. Trên thực tế, có thể lập luận rằng cho đến khi công nghệ nền tảng đúng đắn được phát triển và sự phù hợp giữa sản phẩm với thị trường được xác nhận, tiền đổ vào một lĩnh vực có tương quan nghịch với khả năng công nghệ ứng dụng được phát triển. Điều này có thể thấy rõ khi so sánh chương trình Tàu con thoi của NASA với Falcon 9 của SpaceX. SpaceX đã lấy khoa học (phần lớn) đã biết và đưa nó vào thực tiễn để đáp ứng nhu cầu thị trường có thể chứng minh được về khả năng tiếp cận không gian đáng tin cậy và chi phí thấp hơn, với chi phí chương trình dưới 5 tỷ đô la cho đến sứ mệnh có phi hành đoàn đầu tiên. Tàu con thoi tiêu tốn khoảng 50 tỷ đô la để đạt đến sứ mệnh có phi hành đoàn đầu tiên. Falcon 9 không chỉ tốn ít hơn một bậc độ lớn để phát triển mà còn có thành tích an toàn phi hành đoàn hoàn hảo cho đến nay. Có nhiều lý do cho những khác biệt này, nhưng điều đó cho thấy không có số tiền nào có thể biến một công nghệ chưa sẵn sàng thành khả thi. Chuyển điều này sang điện toán lượng tử: chúng ta có thể thấy rằng với hàng tấn tiền được đổ vào vấn đề, các trình diễn công nghệ với chi phí khổng lồ là khả thi. Nhưng điều này không cho chúng ta biết gì về việc liệu nhiều tiền hơn có mang lại cho chúng ta chén thánh của các qubit ổn định, ít lỗi hay không (giống như độ tin cậy của Falcon 9). Không có mức độ phát triển liên tục nào của chương trình Tàu con thoi có thể tạo ra chi phí thấp và độ tin cậy cao của Falcon 9, và hoàn toàn có khả năng rằng không có mức độ phát triển liên tục nào, ở bất kỳ chi phí nào, sẽ từng làm cho bất kỳ công nghệ điện toán lượng tử hiện tại nào đủ tin cậy để phá vỡ một cặp khóa duy nhất.

Bây giờ, có thể bạn đang nghĩ, “nhưng còn tất cả những tiến bộ gần đây thì sao?” Có hai điều quan trọng cần ghi nhớ về những tiến bộ được công bố gần đây. Thứ nhất, nhiều tiến bộ trong số này chỉ là tiến bộ trong toán học thuần túy. Ví dụ, bài báo gần đây của Google có kết quả quan trọng đến mức họ chọn cách biên tập lại mạch lượng tử lý thuyết thay vì mạo hiểm để nó bị dùng để phá vỡ các hệ thống mật mã quan trọng. Điều này có vẻ như là tiến bộ lớn hướng tới tương lai của CRQC, nhưng thực tế nó không thay đổi gì cả. Trừ khi (hoặc cho đến khi) phần cứng lượng tử có khoảnh khắc Falcon 9 của riêng mình, đơn giản là không có thiết bị nào đạt đến độ ổn định và quy mô cần thiết để chạy mạch đã bị biên tập. Đó chỉ là màn kịch thuần túy nhằm che giấu một mạch được thiết kế cho một thiết bị có thể không bao giờ tồn tại. Thứ hai, về phía bản thân phần cứng, chúng ta thấy nhiều kết quả mới và những mẩu tiến bộ được công bố trong một năm nhất định, nhưng bao nhiêu trong số đó liên quan đến cùng một công nghệ ứng viên điện toán lượng tử? Bao nhiêu chỉ đại diện cho việc bắt đầu lại sau khi một kết quả trước đó rơi vào ngõ cụt? Thực tế là những tiến bộ này không đại diện cho một lộ trình tuyến tính hướng tới thành công cuối cùng. Chúng đại diện cho việc tìm kiếm theo chiều rộng trong một không gian khả năng vô hạn, nơi các nhà nghiên cứu lượng tử đang hy vọng tìm ra một con đường mà họ có thể tiến xa dù chỉ một khoảng cách khiêm tốn mà không gặp phải một ngõ cụt khác.

Khi nhìn vào thực tế tương lai của điện toán lượng tử, nó mờ mịt ở mức tốt nhất. Có những phát triển công nghệ đầy hứa hẹn. Đặc biệt, theo quan sát của tôi, trong lĩnh vực thiết bị nguyên tử trung hòa. Nhưng còn quá sớm để nói liệu có một con đường mở hướng tới CRQC cuối cùng dọc theo bất kỳ nhánh nào hiện đã biết hay liệu còn nhiều lần khởi động lại trong tương lai của chúng ta. Nếu tại một thời điểm nào đó, chúng ta thấy nhiều vòng lặp của cùng một công nghệ ứng viên triển khai các thiết bị ngày càng có năng lực hơn và tính toán được những kết quả có ý nghĩa mà một đứa trẻ thông minh cũng không thể tính được, chúng ta có thể xem lại cuộc thảo luận này với bằng chứng khác.

Có hai cách giải thích khả dĩ cho thất bại lặp đi lặp lại của nghiên cứu lượng tử trong việc phát triển CRQC qua nhiều thập kỷ. Có thể đó chỉ là một vấn đề khó và chúng ta đang tiếp tục áp dụng khoa học và kỹ thuật để giải quyết nó, và một ngày nào đó sự khéo léo của loài người sẽ chiến thắng như đã từng trong sự phát triển của Internet, điện thoại thông minh, mạng xã hội và Bitcoin (để người đọc tự quyết định đâu là những phát triển tích cực). Ngược lại, có thể việc phát triển CRQC là bất khả thi hoặc sẽ mãi mãi nằm ngoài tầm với của chúng ta. Hãy xem xét ý nghĩa của việc một CRQC tồn tại: cỗ máy sẽ phải biểu diễn trong trạng thái chồng chập của nó một trường khả năng có cùng kích thước với độ phức tạp của bài toán mật mã cần giải. Tức là, để phá vỡ bảo mật 128-bit của logarit rời rạc đường cong elliptic trên đường cong secp256k1 của Bitcoin, trạng thái chồng chập lượng tử sẽ phải biểu diễn tất cả các giá trị khả dĩ của một số 128-bit. Trong điện toán cổ điển, việc biểu diễn tất cả các giá trị như vậy sẽ đòi hỏi dung lượng lưu trữ máy tính nhiều hơn (theo nhiều bậc độ lớn) so với tổng dung lượng mà con người từng sản xuất. Nếu có dù chỉ một chút hạt tính nhỏ nhất trong trạng thái chồng chập lượng tử (tức là trạng thái chồng chập lượng tử không liên tục hoàn hảo trên tất cả các giá trị khả dĩ) thì máy tính lượng tử không bao giờ có thể trở nên có liên quan về mặt mật mã. Nếu năng lượng cần thiết để duy trì trạng thái chồng chập tỷ lệ thuận với độ phức tạp của trường đang được biểu diễn thì máy tính lượng tử không bao giờ có thể có liên quan về mặt mật mã. Hiểu biết đương đại về vật lý lượng tử không loại trừ bất kỳ khả năng nào trong hai khả năng này.

Bất chấp tất cả những điều trên, quá trình phát triển Bitcoin hướng tới các thuật toán mật mã mới vẫn phải tiếp tục. Mặc dù một cuộc tấn công lượng tử vào mật mã của Bitcoin không hề sắp xảy ra theo bất kỳ nghĩa nào, hoàn toàn có khả năng một lỗ hổng khác có thể được tìm thấy thông qua các phương tiện khác. Chúng ta biết rằng một số đường cong elliptic đã được phát hiện có điểm yếu, và secp256k1 có thể là cái tiếp theo. Bitcoin đã tồn tại lâu như vậy vì các cuộc tấn công vào hệ thống đã làm cho nó mạnh hơn và điều đó sẽ tiếp tục đúng khi cuộc tấn công FUD lượng tử diễn ra. Sự phát triển của P2MR hoặc P2TRv2, của SHRINCS, SPHINCS, IBC, ML-DSA và nhiều lược đồ chữ ký hậu lượng tử khác cuối cùng sẽ dẫn đến những cải thiện về khả năng phục hồi của Bitcoin trước các cuộc tấn công trong tương lai ngay cả khi một CRQC thực sự không bao giờ được phát triển.

Bài viết này nằm trong ấn bản in mới nhất của Bitcoin Magazine, The Quantum Issue. Chúng tôi chia sẻ tại đây như một cái nhìn sớm về các ý tưởng được khám phá xuyên suốt toàn bộ ấn bản.

Đánh giá Trezor Safe 7: Ví cứng tự lưu ký mã nguồn mở

[[alloc] init] Phát hành Đề xuất Bitcoin Che chắn cho các giao dịch Bitcoin riêng tư

Đột phá về quyền riêng tư Bitcoin có phải là sát thủ của Zcash? | Misha Komorov, Alloc Innit

Kỷ nguyên tổ chức của Bitcoin đã đến | Phó Chủ tịch Robinhood phụ trách các tổ chức tiền mã hóa Nicola White

Mark Moss: Hồi kết của Bitcoin – BTC đạt 1 triệu đô la vào năm 2030

Vương quốc Anh lần đầu tiên đưa tiền mã hóa dưới sự giám sát đầy đủ của FCA

Xem trực tiếp, theo dõi các tập và nhận nội dung độc quyền khi đang di chuyển.

Bitcoin Magazine được xuất bản bởi BTC Inc., một công ty con của Nakamoto Inc. (NASDAQ: NAKA).

Các đồng tiền liên quan

BTC

Nguồn

Bitcoin Magazine RSS