Sự phát triển công nghệ đang đặt máy tính lượng tử và blockchain vào một bước ngoặt quan trọng. Một bên mang đến sức mạnh tính toán vượt trội, bên kia cung cấp giải pháp quản lý dữ liệu minh bạch và phi tập trung. Tuy nhiên, chính khả năng đột phá của máy tính lượng tử lại có thể trở thành mối đe dọa đối với nền tảng bảo mật của blockchain.

Máy tính lượng tử là gì?

Khác với máy tính thông thường sử dụng mã nhị phân, máy tính lượng tử hoạt động dựa trên Qubit có thể tồn tại ở nhiều trạng thái cùng lúc dựa trên nguyên lý “chồng chập” và “rối” lượng tử. Điều này cho phép xử lý các phép tính phức tạp với tốc độ vượt xa mọi giới hạn của công nghệ hiện tại. Chính khả năng này lại đe dọa các hệ thống bảo mật dựa trên mật mã học (cryptography) như blockchain.

Nền tảng của tính Bảo mật trên blockchain

Tính bảo mật của blockchain dựa vào phương pháp mã hóa, đặc biệt là mã hóa khóa công khai. Hệ thống này sử dụng cặp khóa: một khóa công khai (Public) để mã hóa dữ liệu và một khóa riêng (Private) để giải mã. Với độ phức tạp về mặt tính toán, các máy tính hiện tại sẽ mất hàng nghìn năm để giải được mã khóa này. Điều đó tạo nên lòng tin cho toàn hệ thống blockchain.

Mã hoá bất đối xứng sử dụng hai chìa khoá khác nhau cho việc mã hóa và giải mã trên blockchain. Nguồn geeksforgeeks

Mối đe dọa từ Máy tính lượng tử với tính bảo mật của Blockchain

Nguyên nhân chính là do thuật toán Shor, một thuật toán lượng tử có thể phân tích các số lớn một cách hiệu quả. Nếu được khai thác, nó có thể phá vỡ hệ mã hóa khóa công khai, giúp những kẻ tấn công truy xuất khóa riêng, giả mạo giao dịch, chiếm đoạt tài sản hoặc phá hủy toàn bộ mạng lưới blockchain.

Để chủ động đối phó với nguy cơ này, giới chuyên môn đang phát triển các thuật toán "kháng lượng tử”, tức khó bị máy tính lượng tử giải hơn như mã hóa dựa trên mạng (lattice-based) hoặc dựa trên hàm băm (hash-based). Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Mỹ (NIST) đang trong quá trình chọn lựa các tiêu chuẩn mã hóa mới nhằm chuẩn bị cho thời đại hậu lượng tử.

Tuy vậy, việc chuyển đổi từ thuật toán hiện tại của blockchain sang thuật toán "kháng lượng tử” không hề dễ dàng. Các blockchain lớn như Bitcoin có hàng triệu người dùng và hệ sinh thái rộng lớn. Việc thay đổi thuật toán mã hóa đòi hỏi sự đồng thuận toàn mạng - vừa phức tạp vừa tốn thời gian. Một số blockchain mới được thiết kế từ đầu với khả năng kháng lượng tử có thể nắm bắt cơ hội nhưng vẫn phải vượt qua thách thức về mức độ chấp nhận trên thị trường cạnh tranh.

Cân bằng giữa đổi mới và an toàn

Cuộc đối đầu giữa blockchain và máy tính lượng tử phản ánh cuộc đấu lớn hơn: đổi mới công nghệ đi kèm với rủi ro bảo mật. Máy tính lượng tử đe dọa mã hóa nhưng có thể cách mạng hóa trí tuệ nhân tạo, mô hình khí hậu... Trong khi đó, ứng dụng của blockchain ngày càng mở rộng, giúp tăng tính minh bạch và hiệu quả trong nhiều lĩnh vực.

Nhưng nếu phát triển không kiểm soát, hậu quả có thể khó lường. Bài học từ Internet cho thấy, bảo mật thường chạy sau đổi mới. Do đó, blockchain và máy tính lượng tử cần được phát triển song song với các tiêu chuẩn an toàn.

Chính phủ, giới học thuật và doanh nghiệp cần phối hợp để giải quyết thách thức này. Đầu tư vào công nghệ kháng lượng tử, nâng cao nhận thức cộng đồng và xây dựng chính sách phù hợp sẽ quyết định tương lai. Các nhà phát triển blockchain nên bắt đầu tích hợp giải pháp bảo mật lượng tử ngay từ bây giờ. Ngược lại, các nhà nghiên cứu máy tính lượng tử cũng cần xem xét yếu tố đạo đức trong quá trình phát triển.