Ý kiến của: Eli Ben-Sasson, CEO của StarkWare
Sự xuất hiện của con chip lượng tử Willow từ Google mở ra cơ hội tuyệt vời, đồng thời cũng đe dọa nghiêm trọng đến ngành công nghiệp công nghệ. Hầu như mọi thứ sử dụng mã hóa, từ các dịch vụ định danh đến thanh toán trực tuyến, có thể bị phá vỡ khi máy tính lượng tử xuất hiện.
Tuy nhiên, tôi không sợ, và bạn cũng không nên lo lắng.
Máy tính lượng tử sử dụng cơ học lượng tử để giải quyết một số vấn đề nhanh hơn đáng kể so với máy tính thường. Với Willow, Google đã đạt được một bước đột phá quan trọng trong lĩnh vực này. Willow sẽ thực hiện các phép toán chỉ trong vài phút, trong khi các máy tính hiện nay mất một khoảng thời gian dài. Phát triển này có thể tạo ra thách thức cho bất kỳ nền tảng hay dịch vụ nào sử dụng mã hóa — bao gồm cả công nghệ blockchain — khi đưa máy tính lượng tử tiến sát khả năng phá vỡ các thuật toán mã hóa mà siêu máy tính thông thường không thể nào làm được.
Như dự đoán, phần lớn các cuộc thảo luận tập trung vào rủi ro tiềm ẩn đối với Tiền Điện Tử. Dù máy tính lượng tử có thể ảnh hưởng rộng rãi tới công nghệ của chúng ta, nó đặt ra một thách thức thú vị cho lĩnh vực dựa trên mã hóa, như tên gọi của nó đã gợi ý.
Nền tảng mã hóa
Blockchain sử dụng các nền tảng mã hóa, như mã hóa đường cong elliptic (ECC), để bảo vệ giao dịch, ví và khóa cá nhân. Hệ thống này được thiết kế cho máy tính cổ điển, nhưng máy tính lượng tử với đủ qubit — những đơn vị thông tin cơ bản của tính toán lượng tử — có thể phá vỡ ECC bằng cách giải quyết vấn đề toán học gốc rễ của nó. Chúng ta lo ngại ngày mà kẻ tấn công với máy tính lượng tử tiên tiến có thể xâm phạm khóa cá nhân, đánh cắp tiền, giả mạo giao dịch và làm gián đoạn tính toàn vẹn của blockchain.
Hiện đã có một giải pháp khá tốt cho vấn đề này: một loại mã hóa tiên tiến được gọi là chứng minh không biết (ZK-proofs), một trong những công nghệ toán học thú vị nhất của thế kỷ 21. ZK-proofs đã được sử dụng trong các dự án blockchain để giúp giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn, đồng thời nâng cao bảo vệ quyền riêng tư của người dùng.
Mọi người trong blockchain đã nghe nói về các chứng minh tinh tế này, giúp bạn đóng gói hàng trăm nghìn giao dịch vào không gian trên Ethereum mà bạn trước đây chỉ cần cho một. Tuy nhiên, ít người trong blockchain biết rằng một số ZK-proofs có tính năng đặc biệt có thể trở thành cứu cánh. Những ZK-proofs nổi bật nhất hiện nay luôn bảo mật sau-lượng tử, đồng nghĩa rằng máy tính lượng tử không thể phá vỡ chúng.
Có một quan niệm phổ biến rằng khi chiếc máy tính lượng tử đầu tiên được cắm vào, chủ sở hữu sẽ sở hữu chìa khóa vạn năng cho mọi mã hóa và mật khẩu trong vũ trụ. Đó là một sự phóng đại, nhưng bạn hiểu ý tôi.
Điều đó cũng bỏ qua một điểm quan trọng. Không lâu trước đây, việc trộm xe rất dễ dàng bằng cách thao tác vài dây điện dưới bảng điều khiển. Các hệ thống đánh lửa là cơ khí, và bắt đầu xe mà không cần chìa khóa chỉ đơn giản là bỏ qua công tắc đánh lửa. Các tính năng như đánh lửa điện tử, thiết bị chống khởi động và hệ thống bấm để bắt đầu đã làm cho xe thông minh hơn và an toàn hơn nhiều.
Khóa và chìa ngày nay đã khác. Thực sự, tất cả hệ thống an ninh đều khác. Hệ thống an ninh trong tương lai sẽ khác biệt rất nhiều so với hiện nay.
Trong lĩnh vực quan tâm của chúng tôi, Tiền Điện Tử, nơi chúng tôi đã dành nhiều năm khảo sát công nghệ ZK, chúng tôi có khả năng chuẩn bị tốt và đối mặt với thách thức và cơ hội của máy tính lượng tử một cách trực diện.
Tại sao toán học ZK sẵn sàng cho máy tính lượng tử?
Điều này không phức tạp như bạn nghĩ. Các sơ đồ mã hóa phổ biến ngày nay, được sử dụng trên toàn bộ web bởi ngân hàng của bạn và các tổ chức khác mà bạn tin tưởng — như RSA hoặc các mã hóa dựa trên đường cong elliptic khác nhau — không còn an toàn trước các đối thủ lượng tử. Điều này không đúng với STARKs, vốn chỉ dựa trên một nền tảng mã hóa cơ bản hơn: hàm băm. Những hàm này cần giữ vững trước máy tính lượng tử.
Đây không phải là mã hóa “làm tốt hơn.” Đó là một loại mã hóa khác. Hãy nghĩ về nó như thế này: Mật khẩu ngày nay giống như những cây kim ẩn trong cái đống cỏ khô lớn nhất bạn từng thấy. Bạn không biết mật khẩu của tôi vì cả bạn và máy tính của bạn đều không thể xuyên qua đống cỏ khô đó. Hãy nghĩ về máy tính lượng tử như một siêu nam châm có thể ngay lập tức tìm ra cây kim đó.
Có tuy nhiên loại mã hóa hoàn toàn khác biệt. Thay vì tìm kiếm cây kim trong đống cỏ khô, bạn đang tìm kiếm một miếng cỏ cụ thể trong một đống cỏ lớn. Không một nam châm nào có thể giúp bạn, và cũng không một máy tính lượng tử nào có thể tìm ra nó. Ngay cả khi bạn có một nam châm lớn hơn hay tốt hơn, nó cũng không giúp. Ngay cả khi bạn xây dựng một máy tính lượng tử mạnh mẽ hơn, nó vẫn không tạo nên khác biệt.
Tất cả những điều trên làm tôi dễ dàng ngủ yên vào ban đêm vì chúng ta có một lộ trình. Để đối mặt với máy tính lượng tử, chúng ta chưa cần các giải pháp hoàn thiện, chúng ta chưa cần các chuỗi bảo mật lượng tử, nhưng chúng ta cần lộ trình dẫn đến các giải pháp, các công nghệ cốt lõi có thể chuyển thành các giải pháp thực tiễn. Liệu Starknet, L2 không cần cấp phép dựa trên STARKs, có sẵn sàng cho máy tính lượng tử vào ngày mai? Không. Các chứng minh cung cấp năng lượng cho hệ thống, tuy nhiên, là an toàn sau-lượng tử. Có một lối đi rõ ràng để thực hiện các thay đổi cần thiết. Giống như mọi thứ trong không gian blockchain, tôi mong đợi sẽ thấy ngày càng nhiều cuộc thảo luận và giải pháp thay thế cho thách thức sau-lượng tử — càng nhiều càng tốt.
Nhận ra rằng công nghệ ZK cung cấp giải pháp cho một phần lớn thách thức của máy tính lượng tử không chỉ có nghĩa rằng blockchain được “cứu” khỏi bị xâm phạm. Nó có ý nghĩa sâu sắc hơn cho tất cả những ai đến với Tiền Điện Tử bởi vẻ đẹp của tầm nhìn. Tầm nhìn là mã hóa có thể là nguồn sự thật và tính toàn vẹn và giúp giải quyết những thách thức hiện đại nhất của nhân loại. Một lần nữa, nó nổi lên để phục vụ mục đích.
Eli Ben-Sasson là CEO và đồng sáng lập của StarkWare. Một cựu học giả, ông tham gia blockchain thông qua khoa học máy tính lý thuyết. Ông đã nghiên cứu các chứng minh mã hóa và chứng minh không biết, hiện nay được sử dụng để cung cấp giao thức mở rộng blockchain, kể từ khi ông nhận bằng Tiến sĩ Khoa học Máy tính Lý thuyết từ Đại học Hebrew năm 2001. Ông là đồng phát minh của các giao thức STARK, FRI và Zerocash và là nhà khoa học sáng lập của Công ty Zcash. Ông đã giữ các vị trí nghiên cứu tại Viện nghiên cứu tiên tiến tại Princeton, Harvard, MIT, và gần đây nhất là giáo sư khoa học máy tính tại Technion ở Israel.
