Nghiên cứu mới của Google Quantum AI cho thấy việc bẻ khóa mã hóa ECDSA của Bitcoin có thể cần ít tài nguyên lượng tử hơn khoảng 20 lần so với ước tính trước đây, làm tăng cả cơ hội khôi phục tiền bị mất khóa riêng lẫn rủi ro an ninh với ví đang hoạt động.
Phát hiện này khiến mốc “Q-Day” được nhắc đến nhiều hơn, khi máy tính lượng tử có thể suy ra khóa riêng từ khóa công khai đã lộ. Nó đặc biệt liên quan đến các địa chỉ Bitcoin đời đầu có khóa công khai hiển thị vĩnh viễn trên chuỗi và các giao dịch chờ xác nhận trong mempool.
- Google Quantum AI ước tính bẻ khóa secp256k1 cần ít tài nguyên lượng tử hơn khoảng 20 lần so với trước đây.
- Hai kịch bản rủi ro chính: tấn công mempool khi giao dịch chưa xác nhận và “thu hoạch” dữ liệu offline từ địa chỉ P2PK đời đầu.
- Các trường hợp mất Bitcoin nổi tiếng (James Howells, Stefan Thomas) làm nổi bật mặt “tích cực” lẫn hệ quả pháp lý, bảo mật.
Nghiên cứu cho thấy bẻ khóa mã hóa Bitcoin có thể cần ít tài nguyên lượng tử hơn
Nghiên cứu của Google Quantum AI kết luận việc phá elliptic curve cryptography của Bitcoin (secp256k1) có thể yêu cầu ít tài nguyên lượng tử hơn khoảng 20 lần, với một kịch bản tấn công sử dụng khoảng 1.200 logical qubits và khoảng 90 triệu Toffoli gates.
Bài whitepaper mô tả một quỹ đạo tấn công vào ECDSA: nếu có đủ năng lực tính toán lượng tử, kẻ tấn công có thể suy ra khóa riêng khi khóa công khai bị lộ. Con số được nêu là khoảng 1.200 logical qubits và khoảng 90 triệu phép Toffoli, thấp hơn đáng kể so với kỳ vọng trước đó.
Trong kịch bản phần cứng siêu dẫn, nhóm nghiên cứu ước tính với dưới 500.000 physical qubits, việc khôi phục khóa riêng có thể diễn ra trong vài phút, thậm chí có thể nhanh hơn khoảng thời gian tạo khối Bitcoin 10 phút. Tuy vậy, các chip lượng tử tiên tiến hiện nay chỉ ở quy mô khoảng 1.000 qubits, còn cách xa mức cần thiết của kịch bản này.
Google đặt mục tiêu hoàn tất chuyển đổi sang mật mã kháng lượng tử vào năm 2029, sớm hơn nhiều dự báo trước đây. Để tránh tiết lộ chi tiết có thể bị lạm dụng, nhóm không công bố các mạch lượng tử cụ thể, thay vào đó công bố một bằng chứng zero-knowledge để hỗ trợ kết luận.
“Q-Day” được nhắc đến nhiều hơn khi rủi ro suy ra khóa riêng tăng lên
Một nhà nghiên cứu của Ethereum Foundation cho biết mức tự tin về “Q-Day” trước năm 2032 đã tăng rõ rệt, trong đó “Q-Day” được định nghĩa là thời điểm máy tính lượng tử lần đầu khôi phục thành công khóa riêng ECDSA từ một khóa công khai đã lộ.
Nhà nghiên cứu Justin Drake của Ethereum Foundation, người có đóng góp cho bài nghiên cứu, cho biết trên X rằng mức tự tin “Q-Day” xảy ra vào hoặc trước năm 2032 đã “tăng đáng kể”. Theo định nghĩa của Drake, “Q-Day” là khoảnh khắc một máy tính lượng tử khôi phục được khóa riêng ECDSA từ một khóa công khai bị lộ.
Tấn công mempool có thể trở thành mối đe dọa trực tiếp khi máy lượng tử đủ mạnh
Tấn công mempool là kịch bản trong đó kẻ tấn công lấy khóa công khai từ giao dịch đang chờ xác nhận, bẻ khóa khóa riêng trong vài phút rồi thay thế giao dịch bằng một giao dịch phí cao hơn để chiếm tiền.
Khi người dùng phát giao dịch, dữ liệu giao dịch xuất hiện trong mempool trước khi được đưa vào block. Theo mô tả trong nghiên cứu, nếu máy tính lượng tử đủ mạnh, kẻ tấn công có thể tận dụng khoảng “cửa sổ thời gian” này để suy ra khóa riêng, sau đó gửi một giao dịch cạnh tranh trả phí cao hơn nhằm giành quyền được xác nhận trước.
Mức nguy hiểm của kịch bản này phụ thuộc trực tiếp vào tốc độ tấn công so với thời gian xác nhận giao dịch. Nghiên cứu nêu khả năng khôi phục trong vài phút ở một cấu hình lượng tử siêu dẫn dưới 500.000 physical qubits, do đó áp lực an ninh tập trung vào các ví đang hoạt động và thói quen phát giao dịch công khai.
“Thu hoạch” offline nhắm vào địa chỉ P2PK đời đầu có thể ảnh hưởng khoảng 6% nguồn cung
Kịch bản “offline harvesting” nhắm vào các địa chỉ Bitcoin dạng Pay-to-Public-Key (P2PK) đời đầu, nơi khóa công khai đã lộ vĩnh viễn trên blockchain; dữ liệu có thể bị thu thập trước và bẻ khóa sau, được ước tính ảnh hưởng khoảng 6% tổng nguồn cung Bitcoin, tương đương hơn 380 tỷ USD theo giá thị trường thời điểm nêu trong bài.
Khác với mempool attack, “thu hoạch” offline không cần canh đúng thời điểm giao dịch. Đối tượng là các đầu ra P2PK, vốn công khai khóa công khai trực tiếp trên chuỗi. Vì khóa công khai đã sẵn có, thông tin mục tiêu có thể bị lưu trữ ngay từ bây giờ và chỉ chờ năng lực lượng tử đủ mạnh để tiến hành suy khóa riêng.
Nghiên cứu nêu tác động tiềm tàng tới khoảng 6% tổng nguồn cung Bitcoin, tương ứng hơn 380 tỷ USD theo định giá thị trường tại thời điểm được đề cập. Đây là lý do các địa chỉ đời đầu, đặc biệt những địa chỉ không di chuyển coin trong thời gian dài, thường được nhắc tới trong các phân tích rủi ro “hậu lượng tử”.
Khả năng mở khóa lại tài sản bị mất khóa riêng đi kèm rủi ro hệ thống
Nếu máy tính lượng tử có thể khôi phục khóa riêng từ khóa công khai bị lộ, một số tài sản crypto “ngủ yên” do mất mật khẩu hoặc thiết bị lưu khóa có thể trở nên truy cập lại được, nhưng điều này đồng thời làm suy giảm giả định an toàn của ví đang hoạt động và các địa chỉ có khóa công khai lộ.
Bình luận công khai về mặt “tích cực” đã xuất hiện ngay sau tin tức. Elon Musk đăng trên X rằng nếu bạn quên mật khẩu ví, về sau có thể truy cập lại. Tuy nhiên, cùng một cơ chế giúp “mở khóa” tiền bị mất cũng có thể bị dùng để chiếm đoạt tài sản còn đang lưu thông nếu khóa công khai có thể bị khai thác theo các kịch bản nêu trên.
Các câu chuyện mất Bitcoin nổi bật: James Howells và Stefan Thomas
James Howells và Stefan Thomas là hai trường hợp tiêu biểu về Bitcoin bị khóa vĩnh viễn do mất thiết bị hoặc mật khẩu, với số lượng lần lượt là 8.000 BTC và 7.002 BTC theo mô tả; các vụ việc này thường được nhắc đến khi bàn về khả năng “mở lại” tài sản trong tương lai.
James Howells nổi tiếng vì câu chuyện ổ cứng chứa 8.000 Bitcoin bị vứt nhầm vào năm 2013. Anh cho biết số coin được khai thác từ năm 2009. Trong hơn một thập kỷ, Howells theo đuổi kế hoạch đào bãi rác ở Newport, Wales, bao gồm đề nghị chia phần Bitcoin cho hội đồng thành phố, đưa ra kế hoạch phục hồi có dùng AI và robot chó của Boston Dynamics, và tiến hành các bước pháp lý.
Tháng 01/2025, một thẩm phán Tòa Thượng thẩm bác vụ kiện, cho rằng không có “cơ sở hợp lý” để tiếp tục và “không có triển vọng thực tế” thành công ngay cả khi được phép thử. Tòa cũng xác định khi rác được đưa tới bãi chôn lấp, tài sản đó trở thành sở hữu hợp pháp của thị trấn. Howells dự định kháng cáo và tự đại diện, có hỗ trợ từ các công cụ AI.
Một trường hợp khác là Stefan Thomas, cựu CTO của Ripple, mất quyền truy cập ổ cứng IronKey chứa 7.002 Bitcoin được gửi vào năm 2011. Thiết bị sẽ xóa vĩnh viễn dữ liệu sau 10 lần nhập sai mật khẩu, và Thomas từng công khai rằng anh chỉ còn 2 lần thử trước khi số Bitcoin này biến mất vĩnh viễn theo cơ chế của thiết bị.
Văn hóa đại chúng cũng khai thác chủ đề quên mật khẩu ví crypto
Các tình huống mất quyền truy cập ví crypto đang được đưa vào phim ảnh, như một phim hài lãng mạn sắp phát hành trên Netflix về cặp đôi thắng tiền điện tử nhưng quên mật khẩu và phải khôi phục trong 48 giờ trước khi quyền nhận thưởng hết hạn.
Ví dụ được nhắc tới là phim hài lãng mạn “One Last Attempt” có Jennifer Garner, kể về một cặp đôi đã ly hôn chiến thắng tiền điện tử trên du thuyền nhưng quên mật khẩu ví, chỉ có 48 giờ để giành lại quyền truy cập trước khi yêu cầu nhận thưởng hết hạn. Chi tiết này phản ánh mức độ phổ biến của rủi ro “mất khóa riêng”, ngay cả khi các giải pháp kỹ thuật dài hạn như chuyển đổi sang mật mã kháng lượng tử vẫn đang được thúc đẩy.
Những câu hỏi thường gặp
Google Quantum AI đã nêu con số tài nguyên lượng tử nào để bẻ khóa ECDSA của Bitcoin?
Nghiên cứu mô tả một kịch bản cần khoảng 1.200 logical qubits và khoảng 90 triệu phép Toffoli để tấn công secp256k1, và cho rằng mức yêu cầu này ít hơn khoảng 20 lần so với ước tính trước đó.
“Q-Day” là gì trong bối cảnh Bitcoin và máy tính lượng tử?
“Q-Day” được mô tả là thời điểm một máy tính lượng tử có thể khôi phục thành công khóa riêng ECDSA từ một khóa công khai đã lộ, qua đó tạo ra rủi ro trực tiếp cho các địa chỉ hoặc giao dịch có thông tin phù hợp bị khai thác.
Tấn công mempool bằng máy tính lượng tử hoạt động như thế nào?
Kẻ tấn công lấy khóa công khai từ giao dịch đang chờ trong mempool, bẻ khóa khóa riêng trong vài phút, rồi phát một giao dịch thay thế trả phí cao hơn để được xác nhận trước, từ đó chiếm quyền chi tiêu số tiền.
Vì sao địa chỉ Bitcoin dạng P2PK đời đầu bị xem là đặc biệt rủi ro?
Với P2PK, khóa công khai được hiển thị vĩnh viễn trên blockchain, nên kẻ tấn công có thể “thu hoạch” dữ liệu từ bây giờ và chờ đến khi máy tính lượng tử đủ mạnh để bẻ khóa về sau.
Trường hợp James Howells đã gặp trở ngại pháp lý nào?
Tháng 01/2025, một thẩm phán Tòa Thượng thẩm bác vụ kiện của Howells, cho rằng không có cơ sở hợp lý và không có triển vọng thực tế để thành công; tòa cũng nhận định rác đã giao tới bãi chôn lấp trở thành tài sản hợp pháp của thị trấn.
Thiết bị IronKey trong câu chuyện của Stefan Thomas có cơ chế gì khiến việc khôi phục khó khăn?
IronKey được mô tả sẽ xóa vĩnh viễn nội dung sau 10 lần nhập sai mật khẩu, và Stefan Thomas từng nói công khai rằng anh chỉ còn 2 lần thử, khiến rủi ro mất quyền truy cập trở nên gần như không thể đảo ngược.
