Một nhà nghiên cứu đã sử dụng máy tính lượng tử công khai để bẻ khóa một phiên bản đơn giản hóa đáng kể của khóa mật mã kiểu Bitcoin, đánh dấu cuộc trình diễn công khai lớn nhất về một cuộc tấn công lượng tử vào mật mã đường cong Elliptic cho đến nay.

Project Eleven cho biết hôm thứ Sáu rằng họ đã trao phần thưởng 1 Bitcoin “Giải thưởng Ngày Q” (Q-Day Prize)—hiện trị giá gần 78.000 USD—cho nhà nghiên cứu người Ý Giancarlo Lelli vì đã bẻ khóa khóa mật mã đường cong Elliptic 15-bit bằng cách sử dụng một biến thể của thuật toán Shor.

Mật mã đường cong Elliptic là nền tảng của các lược đồ chữ ký số được sử dụng bởi Bitcoin, Ethereum và nhiều blockchain khác. Khóa 15-bit trong cuộc trình diễn này nhỏ hơn nhiều so với mật mã 256-bit bảo mật ví Bitcoin thực, nhưng đây là một bước tiến khác hướng tới ngày mà máy tính lượng tử gây ra mối đe dọa cho hàng trăm tỷ đô la tiền điện tử.

“Chúng ta vẫn còn xa, một cách khách quan, so với thời điểm mà bạn thực sự có thể bẻ khóa Bitcoin,” CEO Project Eleven Alex Pruden nói với Decrypt. “Nhưng sẽ mất bao lâu để thu hẹp khoảng cách đó, và liệu chúng ta có biết được khi chúng ta tiến gần hơn không? Tôi không biết điều đó có xảy ra không.”

Ra mắt vào năm 2025 và được đặt tên theo ngày giả định một máy tính lượng tử đủ mạnh có thể phá vỡ mật mã hiện đại, Giải thưởng Ngày Q được thiết kế để kiểm tra xem liệu các hệ thống lượng tử có sẵn công khai có thể vượt qua một trong những lời chỉ trích phổ biến nhất của lĩnh vực này hay không: rằng các máy hiện tại chỉ thể hiện các phép tính tầm thường, chẳng hạn như phân tích số 21 thành 3 và 7. Kết quả của Lelli đã mở rộng khả năng đó sang một vấn đề đường cong Elliptic 15-bit với 32.767 giá trị có thể có.

“Tin tức ở đây là có tiến bộ đang được thực hiện,” Pruden nói. “Không phải là không có gì xảy ra trong lĩnh vực lượng tử, và đây là bằng chứng cho điều đó.”

Cuộc tấn công chiến thắng đã sử dụng một cỗ máy với khoảng 70 qubit—bit lượng tử có thể tồn tại trong nhiều trạng thái cùng một lúc, không giống như các bit nhị phân được sử dụng trong máy tính truyền thống—và chạy trong vài phút sau khi được phát triển, theo Pruden. Ông cho biết hồ sơ đã được xem xét bởi một hội đồng các nhà nghiên cứu lượng tử từ giới học thuật và công nghiệp, bao gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Wisconsin–Madison và công ty phần mềm lượng tử qBraid.

Thông báo này được đưa ra khi các công ty lượng tử lớn và các viện nghiên cứu công bố các lộ trình phần cứng ngày càng mạnh mẽ hơn và các ước tính gần hơn về việc phá vỡ mật mã hiện đại.

Vào tháng 3, Google đã công khai đặt ra thời hạn năm 2029 để chuyển đổi hệ thống của mình sang mật mã hậu lượng tử, với lý do những tiến bộ trong phần cứng lượng tử, sửa lỗi và ước tính ngày càng giảm về việc phá vỡ mã hóa hiện tại. Bản thân Google là một trong những công ty lớn đang xây dựng máy tính lượng tử và thúc đẩy công nghệ này.

Cùng thời điểm đó, một bài nghiên cứu của Google ước tính rằng việc phá vỡ Bitcoin có thể yêu cầu ít hơn 500.000 qubit vật lý, trong khi một bài báo riêng biệt từ Caltech và Oratomic ước tính con số đó là 10.000 đến 20.000 qubit bằng cách sử dụng kiến trúc nguyên tử trung hòa.

“Dự đoán của riêng chúng tôi về Ngày Q là năm 2029 trong trường hợp xấu nhất,” Pruden nói. “Tôi nghĩ đó là vì bạn thực sự không thể biết chắc chắn rằng con người thông minh đến mức nào và những đột phá công nghệ này xảy ra nhanh chóng đến mức nào.”

Khi đột phá đó xảy ra, Project Eleven cho biết khoảng 6,9 triệu Bitcoin đang nằm trong các ví có khóa công khai hiển thị trên chuỗi, có thể trở nên dễ bị tấn công nếu máy tính lượng tử quy mô lớn xuất hiện.

Tuy nhiên, không phải ai cũng đồng ý rằng mối đe dọa là sắp xảy ra. Một số nhà nghiên cứu và nhà đầu tư nói rằng rủi ro là có thật nhưng vẫn còn nhiều năm nữa và nên được coi là một thách thức kỹ thuật dài hạn hơn là một cuộc khủng hoảng hiện sinh.

Các nhà phát triển Bitcoin hiện đang cân nhắc nhiều đề xuất để giải quyết mối đe dọa. BIP-360 sẽ giới thiệu một định dạng giao dịch chống lượng tử, trong khi BIP-361 sẽ loại bỏ các lược đồ chữ ký cũ hơn và cuối cùng đóng băng các đồng tiền không thể di chuyển. Trong khi đó, Ethereum Foundation đã thành lập một nhóm bảo mật hậu lượng tử, và người đồng sáng lập Vitalik Buterin đã vạch ra một lộ trình để thay thế các phần mật mã dễ bị tấn công của Ethereum.

Ngoài những tiến bộ trong điện toán lượng tử, Pruden cũng chỉ ra những tiến bộ trong trí tuệ nhân tạo, nói rằng công nghệ này có thể đẩy nhanh thời gian đến Ngày Q bằng cách cải thiện khả năng sửa lỗi lượng tử hoặc giúp kẻ tấn công xác định các mục tiêu mật mã yếu hơn.

“Một phần quan trọng của điện toán lượng tử quy mô lớn là sửa lỗi,” Pruden nói. “AI có thể giúp quá trình đó hiệu quả hơn nhiều.”