Ý tưởng nâng cấp Bitcoin hậu lượng tử của Coinbase

Năm giai đoạn chuyển đổi để đối phó với mối đe dọa lượng tử, khóa công khai của địa chỉ cũ đã bị rò rỉ, hàng triệu Bitcoin ngủ đông sẽ ra sao?

Tác giả: David Christopher, Bankless

Biên dịch: Saoirse, Foresight News

Vào ngày 21 tháng 10, Brian Armstrong đã chia sẻ những ý tưởng mới nhất của Coinbase nhằm chống lại các cuộc tấn công từ máy tính lượng tử và tăng cường an ninh cho Bitcoin.

Công việc chuẩn bị liên quan bắt đầu từ tháng 1 năm nay: Coinbase đã thành lập một ủy ban tư vấn lượng tử độc lập, với các thành viên bao gồm Scott Aaronson, Dan Boneh, Justin Drake và các nhà nghiên cứu mật mã khác. Vào tháng 7 cùng năm, Coinbase đã hợp tác với BlackRock, Fidelity, Strategy và các tổ chức khác để thành lập Liên minh An ninh Bitcoin, cam kết đầu tư 15 triệu USD trong ba năm tới cho nghiên cứu trong lĩnh vực an ninh Bitcoin. Hiện nay, Coinbase đã hoàn thiện toàn bộ kế hoạch xây dựng Bitcoin chống lượng tử, bao gồm địa chỉ mới, phương pháp ký và kế hoạch di chuyển tài sản hiện có.

Thiết kế giải pháp nền tảng có thể nâng cấp

Triết lý cốt lõi của Coinbase: tách biệt container địa chỉ lưu trữ Bitcoin và cơ chế ký mở khóa tài sản. Container địa chỉ được sử dụng để lưu trữ Bitcoin, trong khi cơ chế ký là cách thức mở khóa tài sản.

Hiện tại, không ai có thể dự đoán, về lâu dài, loại phương pháp ký chống lượng tử nào sẽ có độ an toàn và tính thực tiễn cao nhất. Do đó, Coinbase hy vọng thiết kế một loại địa chỉ có thể tương thích với nhiều thuật toán ký khác nhau; khi thay đổi phương pháp mật mã trong tương lai, không cần phải phát triển lại toàn bộ hệ thống địa chỉ.

Coinbase đã đề xuất hai lộ trình công nghệ thay thế: BIP-360 (P2MR), dự thảo nâng cấp này sẽ giới thiệu một loại địa chỉ Bitcoin mới, giảm thiểu rủi ro lộ diện trước các cuộc tấn công lượng tử; lộ trình khác là P2TRv2, cấu trúc địa chỉ này có thể hỗ trợ ký chống lượng tử.

Cả hai phương án đều đáp ứng được tính linh hoạt mà Coinbase theo đuổi, nhưng việc sử dụng riêng lẻ không phải là giải pháp hoàn chỉnh. Đặc biệt là BIP-360, vẫn cần các nâng cấp bổ sung để hỗ trợ ký chống lượng tử.

Coinbase cũng đề xuất ý tưởng địa chỉ hỗn hợp: người dùng có thể tiếp tục sử dụng chữ ký hiện tại hoặc sử dụng chữ ký chống lượng tử để chi tiêu cùng một khoản tiền. Tuy nhiên, phương án này có nhược điểm: chỉ cần phương thức ký cũ vẫn có thể sử dụng, khoản tiền này vẫn đối mặt với mối đe dọa từ các cuộc tấn công lượng tử. Địa chỉ hỗn hợp chỉ có thể được coi là một biện pháp tạm thời, không phải là giải pháp lâu dài.

Lựa chọn thuật toán ký phù hợp
Sau khi xác định rằng thiết kế địa chỉ cần phải có tính linh hoạt là nguyên tắc cốt lõi, vấn đề quan trọng tiếp theo là: Bitcoin nên chọn loại thuật toán ký chống lượng tử nào.

Coinbase đã liệt kê bốn phương án ứng cử:

• ML-DSA: dựa trên mật mã lưới, đã hoàn thành tiêu chuẩn hóa, hiệu suất tổng thể cân bằng; nhược điểm là kích thước dữ liệu chữ ký lớn.
• SLH-DSA: cũng đã được tiêu chuẩn hóa, dựa trên hàm băm trưởng thành; kích thước chữ ký lớn hơn ML-DSA.
• FN-DSA (Falcon): kích thước chữ ký nhỏ hơn, nhưng khó khăn trong việc triển khai an toàn, vẫn chưa hoàn thành tiêu chuẩn hóa.
• SHRINCS: phương án thử nghiệm được thiết kế đặc biệt cho Bitcoin, kích thước chữ ký nhỏ hơn, nhưng yêu cầu quản lý khóa rất nghiêm ngặt.

Coinbase đề xuất bốn loại thuật toán ký chống lượng tử cho Bitcoin: ML-DSA dựa trên lưới, FN-DSA (Falcon), SLH-DSA và SHRINCS dựa trên hàm băm, mỗi loại đều có ưu nhược điểm riêng về kích thước chữ ký, độ khó triển khai và có tiêu chuẩn NIST hay không.

Mâu thuẫn lớn nhất trong việc lựa chọn phương án đến từ kích thước chữ ký. Chữ ký chống lượng tử có kích thước dữ liệu lớn hơn nhiều so với chữ ký hiện tại của Bitcoin, sẽ chiếm nhiều không gian khối hơn, có thể làm giảm thông lượng giao dịch của mạng, tăng phí giao dịch.

Do đó, Coinbase đề xuất đánh giá các phương án khác nhau từ nhiều khía cạnh như độ an toàn, chi phí sử dụng, tốc độ xử lý, khả năng tương thích với ví phần cứng và thời gian di chuyển tài sản Bitcoin có nguy cơ cao.

Một yếu tố khác cần xem xét là mô hình quản lý khóa.

Chữ ký có trạng thái: yêu cầu người dùng ghi lại lịch sử sử dụng của từng khóa ký. Nếu khôi phục từ sao lưu ví cũ mà vô tình sử dụng lại khóa, kẻ tấn công có thể giả mạo chữ ký và đánh cắp tài sản. Nếu đã có rủi ro, tại sao vẫn phải xem xét? Lợi thế nằm ở hiệu suất. Kích thước của chữ ký có trạng thái có thể nhỏ hơn, hy vọng duy trì phí thấp, nhưng rủi ro cũng tăng theo. Vì vậy, Coinbase đề xuất Bitcoin hỗ trợ đồng thời chữ ký không có trạng thái, không cần theo dõi trạng thái sử dụng khóa.

Ngoài ra, Coinbase hy vọng rằng các phương án ký có thể tương thích với các nhà cung cấp dịch vụ lưu ký tổ chức. Nhiều dịch vụ lưu ký tổ chức sử dụng cấu trúc ký đa bên, khóa riêng sẽ được chia nhỏ và lưu trữ trên nhiều máy chủ. Một số phương án mật mã lưới phù hợp hơn với cấu trúc này, khả năng tương thích cũng là một tiêu chí đánh giá quan trọng.

Tất nhiên, Coinbase cũng có những cân nhắc về mặt thương mại. Là một trong những tổ chức lưu ký Bitcoin lớn nhất, họ hy vọng rằng các phương án nâng cấp có thể tương thích với cơ sở hạ tầng an toàn của chính mình. Nhưng các tổ chức nắm giữ một lượng lớn Bitcoin, nhu cầu của họ cũng không thể bị bỏ qua trong toàn bộ hệ sinh thái Bitcoin.

Tiến hành di chuyển tài sản theo từng giai đoạn

Ngoài việc chọn phương án ký, mục tiêu của Coinbase là xây dựng một lộ trình rõ ràng để hướng dẫn tài sản Bitcoin dần dần chuyển sang địa chỉ chống lượng tử.

Kế hoạch đã lập ra năm giai đoạn triển khai tiềm năng:

1. Giai đoạn thử nghiệm sớm: cho phép người dùng tự nguyện chuyển tài sản sang địa chỉ chống lượng tử.
2. Giai đoạn địa chỉ hỗn hợp: kích hoạt địa chỉ hỗn hợp, đồng thời tương thích với chữ ký truyền thống và chữ ký chống lượng tử, thực hiện chuyển tiếp dần dần.
3. Giai đoạn di chuyển an toàn: khám phá các phương pháp kỹ thuật để ẩn khóa công khai trong quá trình chuyển khoản, giảm thiểu diện tích lộ diện trước các cuộc tấn công lượng tử.
4. Giai đoạn thực hiện quy tắc mới: dần dần hạn chế chuyển khoản đến các địa chỉ cũ có nguy cơ an ninh, cuối cùng cấm chi tiêu tài sản từ địa chỉ cũ.
5. Giai đoạn hoàn tất cuối cùng: xây dựng quy tắc xử lý tài sản còn lại trong địa chỉ cũ, các phương án có thể bao gồm thiết lập thời gian chấm dứt di chuyển, đóng băng tài sản, hạn chế hạn mức giao dịch hoặc xây dựng cơ chế phục hồi tài sản.

Các giai đoạn chuyển Bitcoin sang địa chỉ chống lượng tử mà Coinbase đề xuất: từ việc nâng cấp tự nguyện của người dùng, chuyển tiếp địa chỉ hỗn hợp, ẩn khóa công khai để giảm rủi ro, đến việc dần dần hạn chế địa chỉ cũ, cuối cùng quyết định cách xử lý tài sản còn lại trong địa chỉ cũ.

Coinbase chưa xác định bất kỳ phương án cuối cùng nào. Công việc hàng đầu hiện nay là đánh giá tính khả thi của các phương án khác nhau, bao gồm khả năng tương thích của ví và nút chưa được nâng cấp, và từ đó xác định phương án cuối cùng.

Xử lý riêng biệt Bitcoin ngủ đông và mất tích

Tiếp theo là vấn đề gây tranh cãi nhất: Bitcoin không hoạt động trong thời gian dài sẽ được xử lý như thế nào?

Hàng triệu Bitcoin được lưu trữ trong các địa chỉ cũ mà khóa công khai đã bị rò rỉ, trong đó có phần thưởng khối mà Satoshi Nakamoto đã khai thác. Một phần thuộc về những người nắm giữ lâu dài, một phần có thể đã bị mất vĩnh viễn.

Các tài sản này là mục tiêu chính của các cuộc tấn công lượng tử. Nếu ai đó bí mật phát triển một máy tính lượng tử hiệu suất cao, họ có thể đánh cắp những Bitcoin này trước khi toàn ngành nhận ra rủi ro.

Coinbase không ủng hộ việc đóng băng hoặc thu hồi trực tiếp, cũng không khuyến nghị bỏ mặc. Ngược lại, họ đề xuất tách biệt việc tranh chấp Bitcoin ngủ đông và nâng cấp chữ ký, tránh việc những bất đồng xung quanh Bitcoin ngủ đông làm chậm tiến trình nâng cấp an ninh lượng tử cho toàn bộ người dùng.

Nếu muốn xây dựng cơ chế phục hồi tài sản, Coinbase đưa ra hai điều kiện cứng:

• Cơ chế này phải có đặc tính chống lượng tử: kẻ tấn công chỉ dựa vào khóa công khai bị rò rỉ, không thể sử dụng cơ chế phục hồi này để đánh cắp tài sản.
• Phải bao gồm các tình huống cực đoan: cần có kế hoạch ứng phó cho các trường hợp như người nắm giữ mất chứng chỉ phục hồi, hệ thống quá tải, người dùng bỏ lỡ thời hạn, v.v.

Tóm lại, Coinbase coi đề xuất này là tài liệu tham khảo cho cuộc thảo luận công khai, chứ không phải là bản kế hoạch cuối cùng. Không có bất kỳ công ty hay nhà phát triển nào có thể đơn phương quyết định hướng đi phát triển của Bitcoin, và việc đạt được sự đồng thuận trong toàn bộ hệ sinh thái thậm chí còn khó hơn cả việc phát triển công nghệ mật mã.

Nội dung này chỉ được đưa ra nhằm mục đích cung cấp thông tin chung, không phải là lời khuyên về tài chính, đầu tư, pháp lý hoặc thuế. Mọi sự kiện, phần thưởng, ưu đãi trực tuyến hoặc thông tin liên quan được đề cập trong nội dung này không được xem là khuyến nghị, chào mời hoặc lời mời mua, bán, giao dịch hoặc thực hiện bất kỳ hoạt động nào khác liên quan đến tài sản crypto. Tài sản crypto có độ biến động cao và có thể dẫn đến thua lỗ.Tính khả dụng của các dịch vụ, sản phẩm và sự kiện liên quan của WEEX có thể khác nhau tùy theo khu vực. Bạn có trách nhiệm bảo đảm việc tham gia của mình tuân thủ các luật và quy định hiện hành tại địa phương.