Khi chủ sở hữu thực sự xuất trình chứng nhận quyền sở hữu đã ẩn trước đó trong thời gian chờ, tài sản bị thế chấp bởi hacker sẽ bị tịch thu hoàn toàn và giao cho nạn nhân. Đối với các đồng tiền ngủ đông do mất khóa riêng, cơ chế đấu giá trò chơi được giới thiệu để khiến kẻ tấn công rơi vào bẫy thua lỗ tất yếu giống như “đấu giá đô la”, khéo léo sử dụng hình phạt kinh tế để xóa bỏ động cơ phá vỡ về mặt kỹ thuật.
Nhà phát triển Bitcoin Cory Fields đã nghĩ ra một cách đặc biệt để đối phó với các tin tặc lượng tử trong tương lai: để đánh cắp bitcoin của người khác, tin tặc phải đặt cược bitcoin của chính mình trước.
Anh ấy đã đăng bài trên danh sách thư phát triển Bitcoin, đề xuất khái niệm "hầm lượng tử" và hai cơ chế đấu giá. Ý tưởng của thiết kế này là biến việc tấn công các ví có lỗ hổng thành một hành động có thể dẫn đến thua lỗ. Anh ấy đặc biệt nhấn mạnh rằng đây chỉ là một thí nghiệm tư duy, chứ không phải một phương án nâng cấp Bitcoin đã được hoàn thiện.
Người dùng Bitcoin ký giao dịch bằng khóa riêng, khóa công khai tương ứng có thể được mạng sử dụng để xác minh chữ ký mà không làm lộ khóa riêng. Trên các máy tính thông thường hiện nay, việc suy ngược khóa riêng từ khóa công khai là gần như không thể. Tuy nhiên, một máy tính lượng tử có hiệu năng đủ mạnh có thể sử dụng thuật toán Shor để tính ra khóa riêng, cho phép tin tặc chuyển trực tiếp số tiền điện tử đi.
Một số địa chỉ Bitcoin sớm có khóa công khai được phơi bày trực tiếp trên chuỗi; một số địa chỉ mới hơn cũng sẽ phơi bày khóa công khai khi người dùng thực hiện giao dịch đầu tiên. Do đó, không phải tất cả ví đều có mức độ rủi ro như nhau trước các cuộc tấn công lượng tử. Ngành công nghiệp gọi ngày mà máy tính lượng tử có thể phá vỡ mã hóa Bitcoin là Q-Day (Ngày lượng tử). Hiện tại chưa có thiết bị nào thực hiện được điều này, và cũng không ai biết nó sẽ xuất hiện vào thời điểm nào.
Cơ chế hoạt động của Quantum Mine
Giả sử bạn có 1 BTC trong ví, thuộc loại cũ và dễ bị phá vỡ bởi máy tính lượng tử. Trước khi Q-Day đến, bạn tạo trước một đầu ra Bitcoin chống lượng tử rất nhỏ, chứa bên trong một bằng chứng: chứng minh rằng khi cuộc tấn công lượng tử vẫn chưa khả thi, đồng BTC này đã thuộc về bạn. Bạn có thể hiểu đây như một “chứng nhận sở hữu” đã được niêm phong. Người ngoài chỉ thấy được ghi chép nhỏ này, không thể nhìn thấy bằng chứng bên trong, thậm chí không hề biết đây là một bẫy.
Khi tương lai đến, kẻ tấn công sử dụng máy tính lượng tử để tính ra khóa riêng cũ của bạn và muốn chuyển đi 1 BTC của bạn: theo quy tắc mới này, hắn không thể trực tiếp lấy đi số tiền đó, mà phải đặt cọc thêm 1 BTC từ ví chống lượng tử của chính mình làm bảo đảm.
1 BTC của bạn cộng với 1 BTC tiền ký quỹ của hacker sẽ được đóng gói và khóa lại, đưa vào giai đoạn chờ khiếu nại (ví dụ: 30 ngày). Trong thời gian này, hacker không thể tùy ý chuyển đi số tiền này. Nếu bạn phát hiện có người cố gắng đánh cắp coin, bạn có thể trình bày bằng chứng sở hữu đã chuẩn bị sẵn trước đó. Mạng lưới Bitcoin sẽ xác định: bạn có thể chuyển toàn bộ 2 BTC này đến địa chỉ chống lượng tử mà bạn đã chuẩn bị sẵn (bao gồm số coin ban đầu thuộc về bạn và tiền ký quỹ của hacker).
Các tin tặc hoàn toàn không biết trước ví cũ nào đã được đặt bẫy như vậy. Ngay cả khi chúng thành công trong việc tính ra khóa riêng, cuối cùng chúng cũng có thể bị lỗ ngay 1 BTC. Tuy nhiên, giải pháp này cũng có chi phí: nếu chính chủ sở hữu đồng tiền muốn chuyển khoản bình thường sau Q-Day, họ cũng cần nộp khoản bảo đảm tương đương. Nếu không có BTC dư, quy tắc vốn được thiết kế để chống tin tặc lại khiến chính đồng tiền của bạn khó chuyển ra ngoài.
Đấu giá cạnh tranh cho tài sản bị mất tích và mất mát từ sớm
Quản lý mìn lượng tử có một tiền đề: chủ sở hữu đồng tiền phải trước đó đặt bẫy và cung cấp bằng chứng trong thời gian khiếu nại. Nếu chìa khóa riêng đã bị mất từ lâu và chủ sở hữu không bao giờ có thể đăng nhập trở lại, thì giải pháp này không thể bảo vệ những đồng tiền đó, bao gồm nhiều đồng Bitcoin sớm mà mọi người thường cho là đã mất hoàn toàn.
Để giải quyết vấn đề này, Cory Fields đã đề xuất cơ chế thứ hai: đấu giá thế chấp. Trước ngày Q-Day, bất kỳ ai cũng có thể khóa một phần Bitcoin chống lượng tử và thầu lặng lẽ cho một ví cũ dễ bị nhắm mục tiêu. Ví dụ: một ví dường như đã bị chủ nhân bỏ quên chứa 50 BTC. Khi kẻ tấn công cố gắng chuyển đi số BTC này trong tương lai, họ sẽ phải đặt cọc 50 BTC làm bảo đảm. Trong cửa sổ đấu giá, những người đã đặt cọc trước đó có thể đứng ra thách thức hành vi trộm BTC này.
Theo kế hoạch của anh ta: những người thách thức thành công sẽ nhận được một phần tiền ký quỹ của hacker; còn 50 bitcoin rủi ro ban đầu sẽ bị tiêu hủy trực tiếp và không được trao cho người thách thức. Mục đích của nó không phải giúp chủ nhân mất liên lạc lấy lại coin, mà là khiến hacker không thể ăn cắp coin một cách an toàn, từ đó xóa bỏ động lực tấn công.
Phương án thứ ba gọi là đấu giá Thông minh, không cần khóa tiền trước. Chỉ cần có ai đó cố gắng chuyển các đồng tiền nguy hiểm, một cuộc đấu giá sẽ tự động được kích hoạt. Người đưa giá cao nhất sẽ nhận được các đồng tiền đó (trừ đi số tiền họ đã đặt), còn người đưa giá thứ hai sẽ mất sạch tiền và không nhận được gì cả. Điều này hơi giống trò chơi đấu giá đô la kinh điển: hai người liên tục tăng giá để giành một món đồ, và ai cũng không muốn bị lỗ trắng. Hacker sẽ cân nhắc kỹ và có thể chọn không khởi động cuộc đấu giá này, vì khả năng cao họ sẽ lỗ nhiều hơn.
Tại sao không áp dụng chiến lược đóng băng toàn diện?
Một ý tưởng được đề xuất để ứng phó là: thiết lập một ngày hết hạn di chuyển, sau khi hết hạn, tất cả các đồng tiền trong ví cũ sẽ bị cấm chuyển ra. Điều này thực sự có thể ngăn chặn việc bị đánh cắp, nhưng hệ quả phụ là: những người dùng thực sự sở hữu coin nhưng quên chuyển hoặc không kịp thao tác sẽ bị khóa vĩnh viễn số coin của họ.
Cory Fields đi theo một hướng khác. Các đồng tiền cũ vẫn có thể được rút ra, nhưng mọi nỗ lực rút tiền đều phải trả chi phí và đối mặt với thách thức từ người khác. Mạng lưới Bitcoin không thể phân biệt được ai thực sự là chủ sở hữu có thể cung cấp chữ ký hợp lệ, hay là hacker lượng tử.
Chi phí của sự đánh đổi này rất rõ ràng: những người sở hữu hợp pháp khi chuyển coin cũng phải chuẩn bị khoản ký quỹ lớn; những người sở hữu không trực tuyến trong thời gian dài sẽ bỏ lỡ cơ hội khiếu nại; thậm chí một số chủ sở hữu vẫn còn sống nhưng chỉ tạm thời không lên mạng, coin của họ cũng có thể bị tiêu hủy trong phiên đấu giá.
Chi phí tiềm ẩn và lộ trình triển khai
Bitcoin đầu tiên cần một phương pháp an toàn trước máy tính lượng tử để nắm giữ và sử dụng vốn. Ví cần hỗ trợ cam kết sở hữu ẩn, và các quy tắc đồng thuận của Bitcoin phải bắt buộc thực thi thế chấp, thời gian chờ, giao dịch phục hồi đặc biệt và cơ chế đấu giá.
Các nhà phát triển vẫn cần thống nhất về thời điểm các quy tắc mới có hiệu lực, số lượng tài sản thế chấp cần thiết, cũng như cách xử lý các khoản đặt thầu không thành công hoặc số dư còn lại. Fields cho rằng một số cơ chế có thể được giới thiệu thông qua soft fork, nhưng ông không cung cấp chi tiết về thiết kế.
Hiện tại, trên mạng lưới Bitcoin, tất cả các cơ chế bảo vệ này đều không tồn tại. Fields cũng chưa đưa ra triển khai mã nguồn, lịch trình上线, phân bổ vốn từ cuộc đấu giá, hay mục tiêu cuối cùng trong bài viết gốc.
Tác giả: Jose, Decrypt; Biên dịch: Chopper, Foresight News