Tiến sĩ Phạm Xinh Xinh (XinXin Fan), chuyên gia về mã hóa IoTeX, gần đây đã đề xuất giải pháp sử dụng công nghệ zero-knowledge zk-STARKs để giúp Ethereum chống lại mối đe dọa từ lượng tử, nghiên cứu này đã được quốc tế công nhận và được coi là một trong những giải pháp bảo vệ trước lượng tử có lợi cho người dùng.

Mối đe dọa từ máy tính lượng tử là gì?

Mối đe dọa từ máy tính lượng tử nằm ở chỗ 'khả năng tính toán siêu mạnh' của nó có thể giải mã các công nghệ mã hóa hiện có, như RSA và mã hóa blockchain, dẫn đến việc lộ thông tin giao dịch và dữ liệu cá nhân của người dùng. Hơn nữa, nó cũng có thể thay đổi an ninh quốc gia và cấu trúc quân sự, dẫn đến chiến tranh thông tin, thậm chí phá hủy hệ thống tài chính và an ninh toàn cầu. Do đó, cần phát triển công nghệ mã hóa an toàn trước lượng tử mới để chống lại những mối đe dọa này.

(Chú thích: RSA là một thuật toán mã hóa không đối xứng, được sử dụng để thiết lập kết nối an toàn và tạo chữ ký số, một loại mật mã không đối xứng cần sử dụng khóa công khai và khóa riêng.)

Mối đe dọa từ máy tính lượng tử đối với các tiêu chuẩn mã hóa hiện có, công nghệ hash zero-knowledge xuất hiện.

Hiện tại, các gã khổng lồ công nghệ như Google, Microsoft, Amazon và IBM đang tích cực nghiên cứu công nghệ máy tính lượng tử. Tuy nhiên, sức mạnh tính toán của máy tính lượng tử đang đặt ra mối đe dọa tiềm tàng đối với các tiêu chuẩn mã hóa hiện tại, đặc biệt là các hệ thống blockchain dựa trên thuật toán chữ ký số đường ellip (ECDSA), mà cơ chế chữ ký giao dịch của các hệ thống này được cho là dễ bị tấn công bởi lượng tử.

Nghiên cứu được tiến sĩ Phạm và đội ngũ của ông công bố tại Hội nghị Blockchain Quốc tế năm 2024 chỉ ra rằng, có thể áp dụng công nghệ hash zero-knowledge (như zk-STARK) được thiết kế để giữ mức độ bảo vệ cao ngay cả khi đối mặt với sức mạnh tính toán vượt trội của máy tính lượng tử, vào giao dịch Ethereum, nhằm chống lại mối đe dọa từ lượng tử. Phương pháp này không chỉ nhấn mạnh tính bảo mật mà còn xem xét trải nghiệm người dùng, cho phép người dùng thưởng thức giao dịch được bảo vệ bởi lượng tử mà không cần thay đổi ví.

Hình ảnh mô hình dịch vụ xác minh ZK được đề xuất trong nghiên cứu của tiến sĩ Phạm.

(Chú thích: Thuật toán chữ ký số đường ellip (ECDSA), được sử dụng để xác minh tính xác thực và toàn vẹn của thông điệp mà không tiết lộ khóa riêng, thường được áp dụng trong blockchain, chữ ký điện tử và an ninh mạng. zk-STARK có thể thực hiện chứng minh nhanh chóng, xác minh mà không cần 'chứng minh ban đầu', đồng thời có thể xử lý nhanh một lượng lớn dữ liệu và giao dịch, phù hợp với các ứng dụng lớn, và sử dụng hàm băm và đa thức, hiệu quả chống lại các cuộc tấn công lượng tử.)

Vitalik cho biết việc hard fork đơn giản và nâng cấp ví có thể dễ dàng chống lại các cuộc tấn công lượng tử.

Người sáng lập Ethereum Vitalik đã tuyên bố, nếu Ethereum đối mặt với một cuộc tấn công lượng tử, có thể tạo ra một hard fork và nâng cấp ví rất đơn giản để ứng phó với cuộc tấn công lượng tử, người dùng chỉ cần cập nhật phần mềm ví, hầu hết tài sản của người dùng sẽ không bị ảnh hưởng. Vitalik cũng cho biết, giải pháp này có thể được kích hoạt bất cứ lúc nào và nhanh chóng ứng phó với các cuộc tấn công lượng tử.

Hình ảnh là sơ đồ Ethereum về cách chống lại các cuộc tấn công lượng tử, khủng hoảng lượng tử bị phex đại, rủi ro thực tế có thể bị phex đại.

Mặc dù hiện tại có nhiều cuộc thảo luận về mối đe dọa từ máy tính lượng tử, nhưng một số chuyên gia cho rằng khả năng của máy tính lượng tử hiện tại vẫn chưa đủ để làm rung chuyển các tiêu chuẩn mã hóa hiện đại. Theo báo chí nước ngoài, các nhà nghiên cứu tại Đại học Thượng Hải đã sử dụng máy tính lượng tử để thành công trong việc bẻ khóa một bộ thuật toán mã hóa.

Nhưng một Youtuber đã chỉ ra rằng, thí nghiệm bẻ khóa của Đại học Thượng Hải chỉ nhằm vào một khóa 22 bit, trong khi chiều dài khóa của tiêu chuẩn mã hóa hiện tại nằm trong khoảng từ 2048 đến 4096 bit, cho thấy công nghệ máy tính lượng tử hiện tại 'còn một chặng đường dài' để thực sự bẻ khóa các tiêu chuẩn mã hóa hiện đại.

Nhiều chuyên gia cũng cho rằng, mối đe dọa từ máy tính lượng tử hiện nay có phần bị phex đại, nhưng các nhà cung cấp vẫn cần chuẩn bị để ứng phó với mối đe dọa từ lượng tử có thể xảy ra trong tương lai.

(Nếu Ethereum xảy ra tấn công lượng tử thì sao? Vitalik: Đừng lo lắng)

Bài viết này cho biết công nghệ zk-STARK giúp Ethereum thực hiện bảo vệ trước lượng tử, chuyên gia: khủng hoảng lượng tử có thể bị phex đại lần đầu tiên xuất hiện trên Chain News ABMedia.