Hiện tại, các cuộc thảo luận về tính toán lượng tử đang trở nên thực sự quan trọng. Đặc biệt khi Vitalik Buterin đã công bố một lộ trình chi tiết cảnh báo về an ninh tương lai của Ethereum.

Xem nào, hệ thống bảo mật của Ethereum chủ yếu dựa trên bốn trụ cột - chữ ký BLS cấp độ đồng thuận, khả năng truy cập dữ liệu KZG, xác thực tài khoản ECDSA và bằng chứng không kiến thức. Tất cả đều dựa trên mật mã elliptic curve. Chính ở đây xuất hiện vấn đề. Khi các thuật toán lượng tử như thuật toán Shor hoạt động trên máy tính lượng tử đủ mạnh, các hệ thống này có thể bị phá vỡ. Nghiên cứu cho thấy khả năng xuất hiện của những máy này trước năm 2030 là 20%. Điều này có nghĩa là thời gian của chúng ta còn rất ít.

Quỹ Ethereum đã nhận thức rõ thách thức này và đã thành lập một nhóm an ninh hậu lượng tử vào tháng 1. Dưới sự lãnh đạo của Thomas Koratgar, nhóm này đã nhận được giải thưởng nghiên cứu trị giá 2 triệu đô la. Bút danh Buterin đã trực tiếp nói rằng mật mã elliptic curve có thể thất bại trước năm 2028.

Vậy giải pháp là gì? Dự án ETH2030 đã xây dựng một hệ thống mật mã hậu lượng tử hoàn chỉnh. Trong đó có sáu thuật toán chữ ký chống lượng tử, giúp bảo vệ khỏi các cuộc tấn công lượng tử như của Shor. Các nhà phát triển đã thành công chạy hơn 20.900 thử nghiệm trong 48 gói.

Nhưng có một sự đánh đổi ở đây - xác thực chống lượng tử tiêu tốn nhiều gas hơn nhiều. Kiểm tra ECDSA tiêu tốn khoảng 3.000 gas, trong khi phiên bản chống lượng tử có thể lên tới 200.000 gas. Để giải quyết vấn đề này, họ đang sử dụng tổng hợp STARK đệ quy, giúp nén nhiều chữ ký thành một bằng chứng duy nhất. Ngoài ra, còn có 13 hợp đồng EVM tùy chỉnh được thêm vào để thúc đẩy xác thực mật mã dựa trên lưới và bằng chứng STARK.

Ở cấp độ đồng thuận, ETH2030 đang giới thiệu xác thực hai chữ ký, kết hợp mật mã hậu lượng tử và mật mã cũ. Điều này cho phép các trình xác thực chuyển đổi dần dần mà không gặp trở ngại đột ngột. Về khả năng truy cập dữ liệu, các cam kết KZG đang được thay thế bằng các lựa chọn dựa trên cây Merkle và lưới, nhằm tránh phụ thuộc vào đường cong elliptic.

Vào cuối tháng 2, các nhà phát triển đã triển khai thành công hệ thống này trên mạng thử nghiệm Cartesi. Các khối đang được tạo ra và tất cả các hợp đồng tùy chỉnh mới đều được xác minh chính xác. Điều này cho thấy sự chuẩn bị của Ethereum để chống lại các mối đe dọa lượng tử là thực tế và hiệu quả. Dù thuật toán Shor có ra sao, Ethereum vẫn đang cố gắng đi trước.