nghiên cứu đưa ra tin tức lớn về quyền riêng tư trong crypto đã phát hiện ra rằng các hệ thống bằng chứng không kiến thức (zero-knowledge proof systems) bao gồm Railgun, PrivacyPools, Aleo và Aztec đều miễn nhiễm về mặt toán học với các cuộc tấn công lượng tử, bởi vì chúng dựa vào bảo mật lý thuyết thông tin (information-theoretic security) thay vì mã hóa, nghĩa là chúng vẫn an toàn ngay cả trước những kẻ tấn công mạnh mẽ vô hạn bao gồm cả máy tính lượng tử trong tương lai.
Tin tức về quyền riêng tư trong crypto đã đến vào thứ Ba với một phát hiện quan trọng: mối đe dọa điện toán lượng tử tương tự đã kích hoạt các lộ trình khẩn cấp tại Ripple, Bitcoin và Ethereum dường như không áp dụng cho các hệ thống bằng chứng không kiến thức (zero-knowledge proof systems) bảo vệ quyền riêng tư. Một nghiên cứu đồng tác giả bởi các nhà nghiên cứu của Coinbase cùng với các nhóm tại Stanford và Ethereum Foundation đã kết luận rằng các mạng lưới như Railgun và PrivacyPools dựa trên một mô hình bảo mật khác biệt cơ bản so với mô hình mà máy tính lượng tử được thiết kế để tấn công.
Nghiên cứu đã được chia sẻ với DL News và kết luận rằng các hệ thống bằng chứng không kiến thức “dựa vào các hệ thống lý thuyết thông tin vốn an toàn ngay cả trước những kẻ tấn công mạnh mẽ vô hạn vì cách thông tin được cấu trúc và chia sẻ, chứ không phải vì mã hóa.” Sự khác biệt đó không phải là vấn đề mức độ. Đó là sự khác biệt về thể loại giữa bảo mật tính toán và bảo mật lý thuyết thông tin.
Bảo mật blockchain tiêu chuẩn, bao gồm việc bảo vệ trên ví Bitcoin và tài khoản Ethereum, dựa vào độ khó tính toán (computational hardness): giả định rằng việc phá vỡ vấn đề toán học cơ bản đòi hỏi sức mạnh tính toán lớn hơn bất kỳ kẻ tấn công nào sở hữu. Máy tính lượng tử sử dụng thuật toán Shor’s có thể trên lý thuyết giải quyết một số loại vấn đề toán học này nhanh hơn theo cấp số mũ so với máy tính cổ điển, đó là lý do tại sao các chữ ký đường cong elliptic của Bitcoin được coi là có khả năng bị tổn thương.
Các bằng chứng không kiến thức hoạt động khác nhau. Chúng cho phép một bên chứng minh kiến thức về một bí mật mà không tiết lộ chính bí mật đó, và đảm bảo bảo mật đến từ các nguyên tắc lý thuyết thông tin chứ không phải từ độ khó tính toán. Ngay cả một máy tính có sức mạnh xử lý vô hạn cũng không thể trích xuất nhiều thông tin hơn những gì bằng chứng được thiết kế để tiết lộ. Đặc tính cấu trúc đó khiến các công cụ bảo mật dựa trên ZK miễn nhiễm với thuật toán Shor’s và với bất kỳ cuộc tấn công lượng tử nào nhắm vào độ khó tính toán.
Railgun là một giao thức quyền riêng tư che chắn số tiền và địa chỉ giao dịch bằng cách sử dụng bằng chứng ZK trên Ethereum. PrivacyPools là một giao thức được thiết kế để cho phép quyền riêng tư tuân thủ bằng cách cho phép người dùng chứng minh rằng tiền của họ không đến từ các nguồn bị trừng phạt mà không tiết lộ toàn bộ lịch sử giao dịch của họ. Aleo là một blockchain Lớp 1 được xây dựng nguyên bản dựa trên bằng chứng ZK. Aztec là một Ethereum Lớp 2 với việc thực thi hợp đồng thông minh riêng tư thông qua bằng chứng ZK.
Cả bốn đều dựa vào bảo mật lý thuyết thông tin để đảm bảo quyền riêng tư cốt lõi của chúng. Kết luận của nghiên cứu Coinbase có nghĩa là khi máy tính lượng tử cuối cùng trưởng thành đến mức đe dọa bảo mật khóa của Bitcoin, các thuộc tính quyền riêng tư của các mạng này sẽ vẫn còn nguyên vẹn. Điểm yếu của chúng, nếu có, sẽ đến từ các thành phần khác trong kiến trúc của chúng, chẳng hạn như chữ ký đường cong elliptic cơ bản được sử dụng để xác thực tài khoản, đây là một lớp bảo mật riêng biệt so với chính hệ thống bằng chứng ZK.
Phát hiện này xuất hiện trong bối cảnh cuộc tranh luận rộng rãi hơn về rủi ro lượng tử của Bitcoin đang tạo ra ma sát quản trị trên toàn hệ sinh thái. Cuộc tranh luận về mối đe dọa lượng tử trong Bitcoin đã tập trung vào việc liệu có nên buộc di chuyển coin hay dựa vào các nâng cấp tùy chọn. Cơ sở hạ tầng quyền riêng tư dựa trên ZK hoàn toàn tránh được cuộc tranh luận đó, bởi vì mô hình bảo mật cốt lõi của nó vốn đã miễn nhiễm lượng tử theo thiết kế.
Đối với các nhà phát triển DeFi và người dùng tổ chức đang đánh giá các lựa chọn cơ sở hạ tầng trong dài hạn, nghiên cứu cung cấp cơ sở cụ thể để coi các công cụ quyền riêng tư dựa trên ZK có khả năng chống chịu tương lai hơn về mặt loại hình so với các tài khoản blockchain truyền thống dựa trên tính minh bạch, xét về mối đe dọa lượng tử. Đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin đã công khai ủng hộ các giao thức như Railgun trên các cơ sở rộng hơn, cho rằng quyền riêng tư nên là một tùy chọn mặc định cho người dùng blockchain. Phát hiện về khả năng miễn nhiễm lượng tử bổ sung một khía cạnh bảo mật vào lập luận đó.
