Điện toán lượng tử không phải là án tử hình tức thì cho các blockchain, nhưng đây là một rủi ro mật mã học nghiêm trọng trong dài hạn mà các nhóm tiền mã hóa nên chuẩn bị kỹ lưỡng.
Điện toán lượng tử là một trong những rủi ro dài hạn bị hiểu lầm nhiều nhất trong lĩnh vực tiền mã hóa. Ý tưởng cơ bản là máy tính thông thường xử lý thông tin dưới dạng các bit, trong khi máy tính lượng tử sử dụng các qubit có thể biểu diễn nhiều trạng thái phức tạp hơn. Sự khác biệt này cuối cùng có thể khiến một số loại tính toán nhanh hơn nhiều so với hiện nay.
Một cách đơn giản để giới thiệu khái niệm này là thí nghiệm tư tưởng nổi tiếng về con mèo của Schrödinger: trước khi quan sát, hệ thống được mô tả là tồn tại ở nhiều trạng thái khả dĩ khác nhau. Cơ học lượng tử phức tạp hơn nhiều so với phép loại suy này, nhưng điểm mấu chốt là các hệ thống lượng tử không hoạt động như các công tắc cổ điển thông thường.
Đối với tiền mã hóa, mối lo ngại không phải là mọi blockchain sẽ bị phá vỡ ngay lập tức khi một máy tính lượng tử trở nên đủ mạnh. Rủi ro cụ thể hơn là: các máy lượng tử đủ tiên tiến có thể đe dọa một số sơ đồ chữ ký khóa công khai, và các chữ ký này được sử dụng để chứng minh quyền sở hữu coin và ủy quyền giao dịch.
Các cuộc thảo luận trước đây thường mô tả vấn đề này là 'phá vỡ mã hóa Bitcoin' hoặc 'phá vỡ SHA-256'. Cách diễn đạt chính xác hơn là Bitcoin sử dụng nhiều thành phần mật mã học khác nhau. Các hàm băm như SHA-256 là một phần của hệ thống, trong khi chữ ký khóa công khai là một phần khác. Các thuật toán lượng tử có thể ảnh hưởng đến các thành phần này theo những cách khác nhau.
Thuật toán Shor là lý do khiến mọi người lo ngại về mật mã khóa công khai. Nếu một máy tính lượng tử lớn, ổn định và có khả năng sửa lỗi tồn tại, về mặt lý thuyết nó có thể làm cho một số sơ đồ chữ ký hiện tại trở nên không an toàn. Điều đó không có nghĩa là các máy tính hiện nay có thể làm được điều đó, và cũng không có nghĩa là mọi ví đều dễ bị tổn thương như nhau tại cùng một thời điểm.
Một mối đe dọa thường được thảo luận khác là sức mạnh băm hoặc kiểm soát chuỗi. Đó là một vấn đề khác. Tấn công 51% xuất phát từ việc kiểm soát đủ sức mạnh khai thác hoặc xác minh để tổ chức lại các khối, kiểm duyệt giao dịch hoặc chi tiêu kép. Máy tính lượng tử có thể ảnh hưởng đến kinh tế khai thác trong tương lai, nhưng nó không giống như việc trích xuất khóa riêng từ khóa công khai.
Lộ trình thực tế luôn không chắc chắn. Các nhà nghiên cứu, chính phủ và các công ty công nghệ lớn đã phát triển phần cứng lượng tử trong nhiều năm, nhưng các cuộc tấn công hữu ích vào các chuỗi khối công khai lớn sẽ yêu cầu các máy tính vượt xa các bài trình diễn trong phòng thí nghiệm thông thường. Khoảng cách giữa một cột mốc lượng tử trên tiêu đề và một cuộc tấn công mật mã đáng tin cậy là rất lớn.
Tuy nhiên, rủi ro không nên bị bỏ qua. Phản ứng đúng đắn không phải là hoảng loạn; đó là sự chuẩn bị. Các nhà nghiên cứu bảo mật đã và đang làm việc về mật mã hậu lượng tử, và các nhóm chuỗi khối nghiêm túc nên hiểu cách hệ thống của họ có thể di chuyển nếu các sơ đồ chữ ký hiện tại trở nên không an toàn.
Việc di chuyển sẽ không hề đơn giản. Một bản nâng cấp chuỗi khối có thể yêu cầu các định dạng địa chỉ mới, phần mềm ví mới, chữ ký mới, phân nhánh, giáo dục người dùng và xử lý cẩn thận các đồng coin cũ. Bất kỳ quá trình di chuyển vội vàng nào cũng có thể tạo ra các vấn đề bảo mật riêng của nó.
Bài học rộng hơn là bảo mật tiền điện tử không tĩnh tại. Các mô hình mối đe dọa thay đổi. Phần cứng cải thiện. Chính phủ, kẻ tấn công và các nhà nghiên cứu có được các công cụ tốt hơn. Các dự án mạnh mẽ cần các đội ngũ nghiêm túc xem xét bảo mật dài hạn, theo dõi nghiên cứu mật mã và giao tiếp rõ ràng với người dùng.
Bài học thực tiễn là máy tính lượng tử không phải lý do ngay lập tức để từ bỏ tiền điện tử, nhưng đây là một chủ đề nghiên cứu và bảo mật dài hạn mà các nhà đầu tư, nhà phát triển và đội ngũ cơ sở hạ tầng nên tiếp tục theo dõi.