Nhà phát triển cốt lõi của Bitcoin Cory Fields đã đề xuất một hệ thống có tên "quantum mine", có thể khiến những kẻ tấn công cố gắng đánh cắp tiền trong ví bị đe dọa bởi máy tính lượng tử cũng đối mặt với nguy cơ mất chính bitcoin của họ.
Fields trong một đề xuất được công bố trên danh sách thư phát triển Bitcoin vào ngày 4 tháng 11, đã mô tả một cơ chế: bất kỳ ai chuyển BTC dễ bị tổn thương đều phải cung cấp tài sản đảm bảo có giá trị tương đương với số lượng BTC được chuyển từ một ví an toàn trước máy tính lượng tử. Nếu chủ sở hữu ban đầu đã chuẩn bị sẵn bằng chứng sở hữu, hệ thống sẽ cho phép họ khôi phục lại đồng tiền của mình và yêu cầu tài sản đảm bảo của kẻ tấn công.
Fields, người làm việc tại Chương trình Tiền điện tử của MIT, mô tả khái niệm này như một giải pháp khả thi để đối phó với mối đe dọa từ máy tính lượng tử trong tương lai. Hiện tại, không có cơ chế nào như vậy đang được triển khai trên mạng lưới Bitcoin.
“Quantum mines” có thể khiến BTC của kẻ tấn công đối mặt với rủi ro
Đề xuất này nhắm đến một lỗ hổng bảo mật: những ví Bitcoin có khóa công khai đã xuất hiện trên blockchain. Nếu máy tính lượng tử đủ mạnh, về mặt lý thuyết có thể sử dụng khóa công khai đã bị lộ để tính toán ra khóa riêng tương ứng.
Một số giao dịch sớm nhất của Bitcoin đã trực tiếp phơi bày khóa công khai, và việc sử dụng lại địa chỉ cũng có thể khiến các khoản nắm giữ khác trở nên dễ bị tổn thương. Nỗi lo ngại này còn bao gồm các ví ngủ đông liên quan đến thời kỳ đầu của Bitcoin, tuy nhiên hiện chưa có máy tính lượng tử nào được công khai chứng minh có thể thực hiện cuộc tấn công này.
Fields đề xuất rằng bất kỳ ai chi những đồng tiền dễ tổn thương này đều phải cung cấp tài sản thế chấp bằng đúng số lượng được chuyển. Theo ví dụ của ông, nếu ai đó cố gắng chuyển 1 BTC, họ cần sở hữu thêm 1 BTC trong ví lượng tử an toàn.
Hai số tiền này sẽ được chuyển vào một đầu ra mới kèm theo giới hạn chi tiêu, có thể bao gồm thời gian chờ 30 ngày. Những người thực sự sở hữu hợp pháp bitcoin ban đầu có thể chuẩn bị sẵn một cam kết sở hữu ẩn trước khi các cuộc tấn công lượng tử trở nên khả thi.
Nếu kẻ tấn công sau đó có được khóa riêng và cố gắng chuyển những đồng bitcoin này, chủ sở hữu ban đầu có thể tiết lộ cam kết trước đó trong khoảng thời gian chờ đợi.
Fields viết: “Tuy nhiên, đồng thời, Alice đã nhận thấy giao dịch này.” Ông sử dụng điều này để chỉ ra rằng chủ sở hữu hợp pháp có thể thu hồi số tiền của mình đồng thời chiếm lấy tài sản thế chấp của kẻ tấn công.
Người tấn công không biết trước liệu ví mục tiêu có chứa cam kết như vậy hay không. Fields cho rằng sự không chắc chắn này có thể làm giảm các nỗ lực đánh cắp tiền điện tử, vì một cuộc tấn công thành công cuối cùng có thể khiến tên trộm phải trả giá cao hơn số tiền mục tiêu.
Các nhà phát triển Bitcoin đề xuất cơ chế đấu giá cho ví bị mất
Cơ chế “bẫy” này phụ thuộc vào việc chủ sở hữu hợp pháp vẫn kiểm soát khóa riêng của họ và chuẩn bị sẵn các cam kết cần thiết trước khi các cuộc tấn công lượng tử trở nên khả thi.
Tuy nhiên, nhiều ví Bitcoin cũ hơn có thể đã không còn đáp ứng các điều kiện này. Một số chủ sở hữu đã mất khóa riêng, trong khi những người khác chưa động đến danh mục đầu tư của mình trong nhiều năm.
Để giải quyết vấn đề này, Fields cũng đề xuất một hệ thống khác cho phép các bên tham gia nộp thầu ẩn nhằm vào các vị thế dễ bị tổn thương trước khi cuộc tấn công xảy ra.
Trong một ví dụ, người tham gia có thể đưa ra đấu giá cho một ví ngủ đông chứa 50 BTC. Nếu kẻ tấn công lượng tử sau đó cố gắng chi những đồng tiền này, thì cuộc đấu giá sẽ được khởi động sau khi giai đoạn chứng minh quyền sở hữu ban đầu kết thúc.
Người tham gia có thể tiết lộ lệnh đấu thầu đã chuẩn bị sẵn và nhận một phần tài sản thế chấp của kẻ tấn công. Theo cơ chế được mô tả, nếu một lệnh đấu thầu đủ điều kiện ngăn kẻ tấn công giữ lại những đồng tiền này, các đồng tiền dễ bị tổn thương sẽ bị tiêu hủy.
Fields xem xét các quy tắc phân bổ tài sản thế chấp khác nhau, bao gồm thanh toán cho người thắng thầu, thợ mỏ hoặc các bên nhận được chỉ định khác.
Anh ấy cũng thảo luận về một thiết kế đấu giá khác, được đề xuất sau khi trao đổi với Neha Narula, Giám đốc Chương trình Tiền điện tử tại MIT, trong đó các người tham gia đấu giá cạnh tranh có thể đối mặt với hình phạt tài chính.
Hai hệ thống đấu giá này không đảm bảo rằng chủ ví ban đầu sẽ chắc chắn lấy lại được số tiền của mình. Mục đích của chúng là làm cho hành vi trộm cắp trở nên ít hấp dẫn hơn bằng cách buộc kẻ tấn công phải chịu rủi ro với chính nguồn vốn của họ.
Các biện pháp bảo vệ Bitcoin được đề xuất có thể ảnh hưởng đến những người sở hữu hợp pháp
Yêu cầu thế chấp có thể gây khó khăn cho những người cố gắng chuyển đổi bitcoin mà họ sở hữu hợp pháp.
Ví dụ, nếu một người sở hữu 1 BTC được lưu trữ trong một ví dễ bị tổn thương, thì theo đề xuất của Fields, họ cần thêm 1 BTC đầu ra an toàn lượng tử để hoàn tất giao dịch.
Do đó, nếu người sở hữu giữ toàn bộ số dư trong ví cũ, họ có thể gặp khó khăn trong việc sử dụng các khoản tiền này mà không có thêm bitcoin.
Fields thừa nhận rằng Bitcoin không thể tự động phân biệt giữa chủ sở hữu hợp pháp và kẻ tấn công khôi phục cùng khóa riêng bằng máy tính lượng tử.
“Mục đích của bài viết này chỉ là giới thiệu những ý tưởng này như một thí nghiệm tư tưởng,” Fields viết, đồng thời lưu ý rằng ông chưa nêu rõ những thay đổi phần mềm cần thiết để thực hiện những ý tưởng này.
Bất kỳ sự triển khai nào cũng sẽ cần trước tiên các đầu ra giao dịch an toàn lượng tử và các quy tắc đồng thuận mới để quản lý các đồng tiền dễ bị tổn thương.
Các nhà phát triển Bitcoin đã luôn xem xét các biện pháp bảo vệ khác có thể áp dụng. Như crypto.news đã đưa tin trước đây, Coinbase đã kêu gọi các nhà phát triển chuẩn bị cho mối đe dọa lượng tử vào tháng 10 và cảnh báo rằng việc di chuyển ví hiện tại có thể mất vài năm.
Nghiên cứu do Fireblocks công bố cũng xác định các khóa công khai bị lộ là rủi ro chính và ước tính có hàng triệu BTC có thể nằm trong các địa chỉ dễ bị tổn thương.
Một đề xuất lượng tử khác của BitMEX đề nghị chỉ áp dụng hạn chế đối với các ví cũ hơn khi có bằng chứng về cuộc tấn công lượng tử thành công.
Các vấn đề thiết kế vẫn chưa được giải quyết trong cuộc thảo luận trên danh sách email của Fields, bao gồm tỷ lệ thế chấp, thời gian kết thúc đấu giá, hình phạt cho các đề xuất thua cuộc, và điều kiện nào khiến các đồng tiền dễ tổn thương có thể bị tiêu hủy.