Sự tiến hóa của bitcoin vật lý: Từ Casascius đến Tapsigner

Bài viết: Juan Galt

Biên dịch: Saoirse, Foresight News

Đặc tính số hóa của bitcoin là lợi thế cốt lõi của nó. Với tính năng lập trình được, bitcoin có thể tự chủ quản lý, làm tăng đáng kể độ khó trong việc bị đánh cắp hoặc bị tịch thu tài sản. Đồng thời, hình thái số hóa giúp nó lưu chuyển cực nhanh, việc chuyển giao và thanh toán giá trị toàn cầu có thể được hoàn tất chỉ trong vài phút.

Tuy nhiên, bitcoin cũng phải đối mặt với nhiều tranh cãi do tính chất vô hình của nó. Trong trạng thái nguyên bản, bitcoin không thể chạm vào, khó cầm nắm trên tay, con người chỉ có thể dựa vào tưởng tượng và sự hiểu biết để nhận thức nó, điều này trở thành một rào cản lớn đối với sự chấp nhận của đại chúng. Trong hơn mười năm qua, các doanh nhân và nhà sáng tạo không ngừng nỗ lực vật chất hóa bitcoin, nhằm giữ gìn các đặc tính cốt lõi tương tự tiền mặt. Mặc dù cho đến nay chưa ai giải quyết được toàn bộ các vấn đề, nhưng những nỗ lực liên quan đã đạt được nhiều thành quả và ra đời một loạt sản phẩm vật chất kinh điển.

Nguồn ảnh: Stacks Bowers Galleries

Các đồng Kasashius được đúc lần đầu vào ngày 6 tháng 9 năm 2011, khi đó giá một đồng Bitcoin chỉ là 8 USD. Đây chắc chắn là vật phẩm Bitcoin vật lý tiêu biểu nhất trong lịch sử, và kể từ đó đã xuất hiện rất nhiều bản sao. Tên gọi này xuất phát từ tên người dùng của Mike Caldwell trên diễn đàn Bitcointalk. Nhiều ý tưởng thiết kế được xác lập bởi đồng tiền này đã trở thành nguồn tham khảo quan trọng cho các sản phẩm Bitcoin vật lý sau này.

Một trong những khó khăn lớn trong việc thực tế hóa bitcoin là việc bảo quản khóa riêng. Bitcoin là tài sản số bản địa, hoạt động dựa trên cặp khóa công khai và khóa riêng được mã hóa; khóa riêng, với tư cách là thông tin bí mật, có thể được tạo ra từ khóa công khai tương ứng thông qua thuật toán mã hóa chuyên dụng của bitcoin. Mike Caldwell đã sử dụng thiết bị ngoại tuyến để tạo khóa riêng, in nó ra và dán lên bề mặt đồng tiền kim loại quý, đồng thời rất có khả năng đã xóa các bản sao lưu khóa riêng còn sót lại trên máy tính. Ông cũng công bố chi tiết toàn bộ các biện pháp bảo mật trên trang web cá nhân để người mua tiềm năng tham khảo.

Khóa riêng được in sẵn sẽ được dán một miếng dán chống can thiệp chuyên dụng, và khi miếng dán bị bóc ra, bề mặt sẽ để lại dấu vết tổ ong rõ ràng. Người mua có thể dựa vào điều này để xác định xem khóa riêng của đồng tiền điện tử mua từ bên thứ ba đã từng bị người khác tiếp xúc trước đó hay chưa.

Quản lý khóa riêng là rủi ro bảo mật lớn nhất trong quá trình tạo ra bitcoin vật lý. Giải pháp của Casascius dựa trên sự tin tưởng của người dùng vào nhà phát triển. Theo tiêu chuẩn ngành thời đó, Mike Caldwell hành động minh bạch và cẩn trọng, đến nay vẫn giữ được danh tiếng tốt, và sự tin tưởng của người dùng đã được đền đáp. Những món đồ sưu tập này hiện nay ngoài giá trị bản thân của bitcoin và giá trị kim loại quý, còn có mức phụ thu sưu tầm đáng kể, nhờ đó người sở hữu đã thu về lợi nhuận lớn.

Tháng 11 năm 2013, Casascius Coin chính thức ngừng sản xuất. Cơ quan thực thi tội phạm tài chính thuộc Bộ Tài chính Hoa Kỳ (FinCEN) đã thông báo với Mike Caldwell rằng hành động đúc bitcoin vật lý đã được xác định là hoạt động chuyển tiền, cần tuân thủ các yêu cầu tuân thủ nghiêm ngặt. Ngoài ra, cơ chế tin tưởng tập trung trong khâu tạo khóa riêng cũng khiến anh trở thành đối tượng được các cơ quan quản lý chú trọng.

Sau một năm ngừng sản xuất Casascius coins, RavenBit chính thức ra mắt nhằm giải quyết vấn đề đáng tin cậy trong việc đúc tiền bitcoin vật lý, cố gắng phi tập trung hóa quy trình đúc tiền. RavenBit có ngoại hình rất giống Casascius coins, nhưng khi xuất xưởng không được cài sẵn khóa riêng và tem chống thao túng vẫn ở trạng thái chưa được đóng kín. Người dùng có thể tự tạo cặp khóa, dán lên bề mặt đồng tiền, sau đó dán tem chống thao túng.

Về mặt lý thuyết, thiết kế này đã đạt được sự phi tập trung quyền đúc tiền, xem như một bước đột phá. Tuy nhiên, trong thực tế, nó chỉ dẫn đến sự xuất hiện tràn lan của các cá nhân đúc tiền không có thương hiệu và thiếu uy tín, đồng thời nhiều thiết bị văn phòng được sử dụng để tạo khóa riêng có thể chứa phần mềm độc hại. Khi bạn nhận một đồng RavenBit từ người khác, bạn hoàn toàn không thể xác định được liệu họ có lưu bản sao khóa riêng hay đã thực hiện các biện pháp bảo mật phù hợp.

Hiện nay, dự án RavenBit đã ngừng hoạt động, nhưng nó cũng mang đến bài học cho toàn ngành: muốn thực sự hiện thực hóa bitcoin dưới dạng vật chất, cần dựa vào công nghệ tiên tiến hơn.

Để giải quyết triệt để vấn đề niềm tin trong việc đúc tiền trong các bối cảnh tập trung và phi tập trung đối với bitcoin vật lý, nhà sản xuất ví phần cứng Coinkite đã phát triển Opendimes. Đây là một thiết bị phần cứng nhỏ gọn được thiết kế đặc biệt để lưu trữ tài sản bitcoin vô danh. NVK, đồng sáng lập của Coinkite, trong một cuộc phỏng vấn với Tạp chí Bitcoin, đã chia sẻ về động lực phát triển sản phẩm: “Bitcoin là tiền kỹ thuật số, mọi thứ chúng tôi làm đều chỉ nhằm tạo bản sao vật lý cho nó. Có thể trong tương lai, ai đó sẽ có thể bẻ khóa thủ công thuật toán secp256k1, nhưng hiện tại, việc tạo ra khóa bitcoin hợp lệ luôn cần đến máy tính — máy tính chính là công cụ ‘đúc tiền’ hiện tại.”

Thiết kế của Opendimes dựa trên logic cốt lõi này. Thiết bị tích hợp chip có khả năng tự sinh cặp khóa công khai và khóa riêng tư, đồng thời lưu trữ khóa riêng tư một cách an toàn nhờ cấu trúc chống thao tác dựa trên silicon.

Khi khởi tạo thiết bị, người dùng cần nhập tệp hoặc các dạng entropy ngẫu nhiên khác, chip sẽ kết hợp dữ liệu này để tạo ví Bitcoin. Logic tạo khóa ngẫu nhiên mã nguồn mở này, kết hợp với đầu vào entropy chất lượng cao, càng tăng cường bảo mật cho khóa.

Kết nối Opendimes như một ổ USB thông thường với máy tính để xem khóa công khai của ví, số dư tài khoản có thể được truy vấn trực tiếp trên trình duyệt khối. Người dùng có thể chuyển bitcoin vào thiết bị, nhưng nếu muốn rút tài sản, họ phải phá hủy thiết bị về mặt vật lý. Thao tác này sẽ mở khóa mạch để đọc khóa riêng, đồng thời thiết bị sẽ để lại dấu hiệu hư hỏng rõ rệt.

Opendimes là bước đột phá trong lĩnh vực công nghệ tài sản vô danh. Sản phẩm này năm 2016 có giá chỉ 13 USD, hiện nay do ảnh hưởng của lạm phát, giá mỗi đơn vị khoảng 20 USD. Nó cũng trở thành sản phẩm biểu tượng của ngành, nhiều nghệ sĩ đã tích hợp nó vào các tác phẩm nghệ thuật Bitcoin cao cấp, đồng thời dần trở thành biểu tượng văn hóa trong cộng đồng Bitcoin.

Đối với ví phần cứng, mức giá từ 13 đến 20 đô la không phải là cao, và mô hình người dùng tự lưu trữ tiền điện tử đã hiệu quả giải quyết vấn đề niềm tin khi đúc tiền. Tuy nhiên, mức giá và thiết kế của nó vẫn còn cách xa tiền mặt sử dụng hàng ngày. Chỉ xét chi phí phần cứng, ngưỡng 20 đô la không phải là thấp. Theo tiêu chuẩn phụ thu khoảng 20% của Kasashi, mỗi Opendimes cần được nạp ít nhất 100 đô la giá trị Bitcoin để cân bằng chi phí phần cứng và có giá trị lưu thông, điều này khiến nó không phù hợp với hầu hết các giao dịch nhỏ hàng ngày.

Ngoài ra, thiết bị có hình dạng USB này, dù có phong cách độc đáo, lại không thể hiển thị trực quan thông tin tài sản bên trong. Mỗi thiết bị đều là duy nhất và không có thuộc tính hoán đổi được như tiền mặt. Ngành công nghiệp do đó nhận ra rằng cần phát triển các giải pháp thay thế chi phí thấp hơn và có tính phổ dụng cao hơn.

Nhà sản xuất ví phần cứng Bỉ Satochip đã ra mắt sản phẩm mã nguồn mở Satodime, có thiết kế thân thiện hơn dựa trên ý tưởng của Opendimes. Sản phẩm có hình dạng giống thẻ ngân hàng, chức năng cốt lõi tương tự Opendimes, có thể tạo cặp khóa công khai và khóa riêng của Bitcoin, một số phiên bản còn hỗ trợ ký giao dịch. Người dùng có thể tương tác với thiết bị thông qua ứng dụng điện thoại và tính năng truyền thông khoảng cách gần (NFC). Sản phẩm còn có nhiều hình dạng khác như nhẫn, đồng xu vật lý, đều tích hợp chip tương tự và có cùng chức năng.

Trong trường hợp mua số lượng lớn, giá đơn vị phần cứng Satodime có thể giảm xuống còn 13 euro, rẻ hơn Opendimes và tiến gần hơn đến tiêu chuẩn sử dụng tiền mặt hàng ngày, nhưng khoảng cách vẫn rõ rệt. Satodime về bản chất là ví phần cứng bảo mật cao, không phải là phương tiện lưu thông tiền mặt hàng ngày. Chi phí sản xuất chip vi mô hiệu năng cao này vẫn ở mức cao, khiến giá sản phẩm tạm thời khó giảm xuống dưới ngưỡng 10 đô la Mỹ.

Để bitcoin vật lý có giá trị thương mại rộng rãi, chi phí phần cứng cần được giảm xuống mức nào?

Theo dữ liệu của Fed, chi phí sản xuất tiền giấy đô la Mỹ nằm trong khoảng từ 4,1 cent đến 11,3 cent. Tiền có mệnh giá càng nhỏ thì chi phí sản xuất đơn vị càng cao, thậm chí tiền mệnh giá 1 đô la còn bị lỗ 4,1% trong quá trình sản xuất.

Suy ra, một đồng bitcoin vật lý chứa 20.000 satoshi (tương đương khoảng 16 USD theo giá币 hiện tại) phải có chi phí phần cứng dưới 1 USD. Tuy nhiên, hiện nay hầu hết các chip có thể chạy thuật toán mã hóa bitcoin đều không đáp ứng được yêu cầu chi phí này. Tuy nhiên, chip NTAG X DNA do NXP ra mắt đã mang đến khả năng cho ngành công nghiệp.

Con chip này sử dụng thiết kế ăng-ten dán mỏng, độ dày chỉ vài milimét, có thể chạy nhiều chương trình mã hóa như thuật toán chữ ký số đường cong elliptic (ECDSA) và mật mã đường cong elliptic (ECC), hỗ trợ tạo khóa, ký giao dịch và mã hóa thông tin. Tuy nhiên, nó không tích hợp sẵn đường cong mã hóa secp256k1 dành riêng cho Bitcoin, nên không thể chạy native các chương trình liên quan đến Bitcoin.

Dù vậy, giá đơn vị khoảng 3 USD khi nguồn cung chip NTAG 2025 dồi dào cho thấy tiềm năng giảm giá lớn đối với chip mã hóa.

Tiếc rằng, hình thức tiền giấy có thể gập lại mà mọi người sử dụng hàng ngày có thể gây tổn hại cho các chip tinh vi. Đội ngũ Coinkite đã tự mình xác minh vấn đề này trong quá trình phát triển phần cứng tài sản vô danh Bitcoin.

Sản phẩm do công ty OfflineCash phát triển là giải pháp có ngoại hình gần giống với tiền giấy truyền thống nhất hiện nay. Loại tiền giấy Bitcoin này tích hợp chip NFC dòng NTAG, trong đó lưu trữ khóa do người dùng tạo ra, đồng thời công ty lưu trữ khóa thứ hai trên máy chủ, kết hợp tạo thành ví đa chữ ký 2/2. Khóa phía máy chủ được thiết lập thời gian khóa, sau khi hết hạn, ví đa chữ ký sẽ chuyển thành ví đơn chữ ký, cho phép người dùng rút tài sản. Giải pháp này cố gắng tránh rủi ro tin tưởng trong việc đúc tiền truyền thống, nhưng cuối cùng lại sinh ra những vấn đề mới trong đúc tiền phân tán. Tuy nhiên, không thể phủ nhận rằng thiết kế tiền giấy của nó cực kỳ hấp dẫn về mặt thẩm mỹ và có giá trị sưu tầm.

Để phát triển chip NTAG hỗ trợ native thuật toán Bitcoin, chi phí đầu tư ban đầu thường lên đến hàng triệu đô la Mỹ. Nếu đội ngũ phát triển không phải là chuyên gia trong lĩnh vực tiền mã hóa, họ rất dễ gặp lỗ hổng khi tích hợp chương trình mã hóa Bitcoin. Đồng thời, loại chip này phải hoàn toàn mã nguồn mở để đảm bảo không có chương trình hậu môn.

Với tư cách là tài sản vô danh, bitcoin vật lý còn gặp một khó khăn cơ bản khác: ngay cả khi tạo ra thiết bị phần cứng có chi phí thấp và hình thức tương tự tiền giấy, do bản chất của bitcoin vẫn là tài sản kỹ thuật số, người dùng phải kết nối internet để xác minh mới có thể xác nhận thiết bị có chứa tài sản thật hay không.

Nếu chọn tin tưởng tổ chức phát hành và công nhận giá trị đổi trả ghi trên tờ tiền giấy, dù có thể giải quyết vấn đề xác minh, nhưng lại đi ngược lại với nguyên tắc thiết kế ban đầu của Bitcoin là tự chủ lưu trữ và phi tín nhiệm. Tuy nhiên, trong các khu vực có môi trường quản lý thân thiện, mô hình này có thể được triển khai thực tế.

Tóm lại, các sản phẩm như OfflineCash, kết hợp chip bảo mật và hình thái tiền giấy, dù mang ý tưởng tuyệt vời, nhưng hiện vẫn còn một chặng đường dài để triển khai quy mô lớn. Hơn nữa, hiện tại, những sản phẩm này thực sự có phần “thừa chức năng” — vì hiện nay chưa có hệ thống trả lại tiền lẻ bằng bitcoin, và sau khi chi tiêu, người dùng vẫn nhận lại tiền pháp định. Có lẽ chỉ đến khi bước vào thời đại bitcoin hóa toàn diện, chúng mới thực sự phát huy được giá trị.

Trong phạm vi có thể dự đoán được, Coinkite cho rằng hình thức thẻ là giải pháp ưu việt hơn so với tiền mặt, và đây cũng là lý do công ty ra mắt Tapsigner.

Tapsigner được trang bị chip NFC Bitcoin do Coinkite tự phát triển, hiệu năng tương đương với NXP NTAG X DNA, với chức năng mạnh mẽ hơn và chi phí cao hơn tương ứng. Sản phẩm có thiết kế giống thẻ ghi nợ quen thuộc, tích hợp chip bảo mật, hỗ trợ thanh toán bằng NFC chạm nhẹ, đồng thời cung cấp nhiều thiết kế ngoại hình để người dùng lựa chọn.

Chip tích hợp đầy đủ chức năng ví Bitcoin, được trang bị chương trình mã hóa secp256k1, có thể tạo và lưu trữ an toàn khóa riêng, đồng thời thực hiện ký giao dịch ngay trên thiết bị, sau đó thiết bị điện thoại đi kèm sẽ phát sóng thông tin giao dịch. Ứng dụng trên điện thoại cũng giúp người dùng xác minh thông tin giao dịch, đóng vai trò hỗ trợ bảo mật.

Tapsigner vừa có thể đóng vai trò là phương tiện lưu trữ tài sản vô danh, lại càng phù hợp làm ví phần cứng có thể nạp lại nhiều lần. Giống như thẻ ngân hàng thông thường, nó có thể thanh toán định hướng một số lượng bitcoin cố định, giải quyết hoàn hảo vấn đề trả lại tiền thừa, đồng thời tương thích với các chức năng thanh toán chạm nhẹ phổ biến.

Sản phẩm này có giá khoảng 20 USD, sự ra đời của nó đã giúp trọng tâm phát triển thanh toán Bitcoin quay trở lại các điểm bán lẻ trực tiếp và sự tích hợp sinh thái với phần mềm tài chính và thanh toán của các doanh nghiệp lớn, trong khi các nền tảng như Cashapp và Square cũng đang tích cực thúc đẩy tiến trình này.