Tấn công khai thác bitcoin bằng máy tính lượng tử sẽ ngốn năng lượng của một ngôi sao

Một loại, gọi là thuật toán Shor, nhắm vào bảo mật ví. Về lý thuyết, nó cho phép một máy tính lượng tử đủ mạnh suy ra khóa riêng từ khóa công khai. Điều đó sẽ giúp kẻ tấn công chiếm đoạt tiền trực tiếp, phá vỡ cơ chế sở hữu vốn là nền tảng của Bitcoin.

Loại còn lại, gọi là thuật toán Grover, áp dụng cho khai thác. Nó mang lại một mức tăng tốc lý thuyết cho quá trình thử-sai mà thợ đào thực hiện — nhưng như một trong các bài nghiên cứu bên dưới cho thấy, lợi thế đó gần như biến mất khi bạn bắt đầu xây dựng cỗ máy thật sự.

Hai mối đe dọa này thường bị trộn lẫn trong các tiêu đề báo chí. Nhưng khi đưa vào các ràng buộc thực tế, chúng lại dẫn đến hai kết luận rất khác nhau.

Hai bài nghiên cứu gần đây — một bài phân tích kỹ thuật nghiêm túc, một bài châm biếm lạnh lùng — đã đưa ra lập luận đó từ hai hướng đối lập. Kết hợp với một chuỗi bài tóm lược các nghiên cứu và góc nhìn phản biện, chúng cho thấy cơn hoảng loạn hiện tại trên crypto Twitter đang đánh đồng một mối lo dài hạn có thật với một vòng tin tức đậm chất sân khấu.

khai thác gặp bức tường vật lý

Bài nghiên cứu đầu tiên, của Pierre-Luc Dallaire-Demers và nhóm BTQ Technologies, công bố vào tháng 3/2026, đặt câu hỏi liệu một máy tính lượng tử có thực sự vượt được thợ đào BTC bằng thuật toán Grover hay không — một kỹ thuật lượng tử có thể giúp máy tính đoán lời giải nhanh hơn nhiều so với cỗ máy bình thường, trong trường hợp của bitcoin là tăng tốc quá trình thử-sai để tìm ra các khối hợp lệ.

Vấn đề ở đây nghiêm trọng hơn vẻ ngoài của nó. Khai thác là thứ bảo vệ BTC khỏi một cuộc tấn công 51%, tức kịch bản trong đó một tác nhân đơn lẻ kiểm soát đủ sức mạnh băm để viết lại lịch sử giao dịch gần nhất, chi tiêu kép hoặc kiểm duyệt mạng lưới. Nếu một thợ đào lượng tử có thể thống trị việc tạo khối, thì chính sự đồng thuận của mạng sẽ bị đe dọa, chứ không chỉ là từng chiếc ví riêng lẻ.

Về lý thuyết, Grover mở ra một con đường đến sự thống trị đó. Nhưng trên thực tế, các nhà nghiên cứu lập luận rằng mọi thứ sụp đổ ngay khi bạn tính giá phần cứng và năng lượng cần thiết. Chạy Grover trên SHA-256 — công thức toán học mà thợ đào bitcoin phải giải để thêm khối mới vào blockchain và nhận phần thưởng — sẽ là điều bất khả thi về mặt vật lý.

Chạy thuật toán này trên Bitcoin sẽ đòi hỏi phần cứng lượng tử ở quy mô mà không ai biết cách chế tạo. Mỗi bước của quá trình tìm kiếm liên quan đến hàng trăm nghìn thao tác tinh vi, mỗi thao tác lại cần một hệ thống hỗ trợ riêng gồm hàng nghìn qubit chỉ để giữ lỗi ở mức kiểm soát. Và vì bitcoin tạo ra một khối mới mỗi 10 phút, kẻ tấn công chỉ có một khoảng thời gian rất hẹp để hoàn tất công việc, buộc họ phải chạy một số lượng khổng lồ những cỗ máy như vậy song song với nhau.

Ở độ khó Bitcoin tính đến tháng 1/2025, các tác giả ước tính một đội khai thác lượng tử sẽ cần khoảng 10²³ qubit, tiêu thụ 10²⁵ watt — tiệm cận năng lượng phát ra của một ngôi sao. Trong khi đó, toàn bộ blockchain Bitcoin hiện tại chỉ tiêu thụ khoảng 15 gigawatt.

Một cuộc tấn công 51% bằng lượng tử không chỉ đắt đỏ. Nó còn là thứ bất khả tiếp cận ở bất kỳ quy mô nào mà một nền văn minh thực sự có thể vận hành.

Các kỷ lục bẻ khóa lượng tử phần lớn chỉ là sân khấu

Bài nghiên cứu thứ hai, của Peter Gutmann thuộc Đại học Auckland và Stephan Neuhaus thuộc Zürcher Hochschule ở Thụy Sĩ, nhắm vào một phần khác của câu chuyện: những dòng tin đều đặn khẳng định máy tính lượng tử đã bắt đầu bẻ gãy mã hóa.

Các tác giả đặt mục tiêu tái tạo lại mọi “đột phá” lớn về phân tích thừa số lượng tử trong hai thập kỷ qua. Và họ đã thành công — bằng cách dùng một máy tính gia đình VIC-20 ra đời năm 1981, một bàn tính và một chú chó tên Scribble được huấn luyện để sủa ba lần.

Mảng hài hước này gây cười vì điểm cốt lõi bên dưới là nghiêm túc. Phân tích thừa số là bài toán nằm ở trung tâm của hầu hết mã hóa hiện đại: lấy một số cực lớn và tìm ra hai số nguyên tố nhân lại tạo thành nó.

Với một con số có hàng trăm chữ số, việc đó được xem là gần như không thể trên bất kỳ máy tính bình thường nào. Thuật toán Shor, kỹ thuật lượng tử đứng sau mối lo với ví bitcoin, chính là lý do người ta lo rằng máy lượng tử cuối cùng có thể làm được điều đó.

Nhưng theo Gutmann và Neuhaus, gần như mọi trình diễn cho đến nay đều đã “ăn gian”. Trong một số trường hợp, các nhà nghiên cứu chọn những số mà hai thừa số nguyên tố ẩn chỉ cách nhau vài chữ số, khiến chúng dễ đoán bằng một mẹo máy tính cơ bản.

Ở các trường hợp khác, họ chạy phần khó của bài toán trên máy tính thường trước — một bước gọi là tiền xử lý — rồi đưa một phiên bản đã được làm cho cực kỳ dễ lên máy lượng tử để “giải”. Máy lượng tử được ghi công cho đột phá, nhưng phần việc thực sự đã được làm ở nơi khác.

Các tác giả tập trung vào một bài gần đây tuyên bố một nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã dùng máy D-Wave để tiến gần đến việc phá RSA-2048, chuẩn mã hóa bảo vệ phần lớn lưu lượng ngân hàng, email và thương mại điện tử trên internet.

Nhóm nghiên cứu đó đã công bố mười số ví dụ làm bằng chứng. Gutmann và Neuhaus đưa những con số này qua một trình giả lập VIC-20 và thu được đáp án chỉ trong khoảng 16 giây mỗi số. Các số nguyên tố được chọn sao cho chỉ cách nhau vài chữ số, khiến chúng dễ tìm bằng một thuật toán mà nhà toán học John von Neumann đã cải biên từ một kỹ thuật bàn tính vào năm 1945.

Tại sao điều này cứ lặp đi lặp lại? Các tác giả đưa ra một câu trả lời đơn giản: lĩnh vực phân tích thừa số lượng tử là một ngành rất được chú ý nhưng lại có ít kết quả thực chất, nên động lực để công bố điều gì đó nghe có vẻ ấn tượng là rất lớn.

Việc chọn số “gài sẵn” hoặc làm hầu hết công việc trên máy thường cho phép các nhà nghiên cứu tuyên bố một “kỷ lục” mới mà không thực sự thúc đẩy khoa học nền tảng. Bài báo đề xuất những tiêu chuẩn đánh giá mới, trong đó yêu cầu số ngẫu nhiên, không tiền xử lý, và các thừa số phải được giữ bí mật với chính người làm thí nghiệm. Cho đến nay, chưa có trình diễn nào qua được các tiêu chí đó.

Kết luận không phải là điện toán lượng tử vô hại. Nó không phải là mọi tiêu đề “đột phá” đều phản ánh tiến bộ thật sự hướng tới việc bẻ gãy mã hóa hiện đại, và giới giao dịch nên hoài nghi mỗi khi một tin tương tự xuất hiện.

Điều vẫn đáng lo

Không bài nào phủ nhận hoàn toàn mối đe dọa lượng tử.

Điểm dễ tổn thương thực sự là ví Bitcoin, không phải khai thác. Hàng triệu bitcoin đang nằm trong các địa chỉ cũ hoặc tái sử dụng, nơi thông tin khóa đã lộ trên blockchain, khiến chúng trở thành mục tiêu dài hạn có khả năng nhất nếu máy lượng tử tiếp tục cải thiện.

Kể từ khi hai bài nghiên cứu này được công bố, điều thay đổi không phải là mối đe dọa, mà là các ước tính. Một bài gần đây từ các nhà nghiên cứu Google cho thấy sức mạnh tính toán cần thiết cho loại tấn công này có thể giảm mạnh, với việc mã hóa bảo vệ blockchain Bitcoin có thể dễ bị tấn công trong vài phút.

Điều đó không có nghĩa là cuộc tấn công đang ở rất gần. Các tác giả của bài nghiên cứu nói rõ rằng việc chế tạo một cỗ máy như vậy hiện vẫn là bất khả thi về mặt vật lý và đòi hỏi những tiến bộ kỹ thuật chưa đạt được: từ các laser điều khiển qubit, đến tốc độ đọc chúng, đến khả năng giữ hàng chục nghìn nguyên tử vận hành đồng bộ mà không bị mất đi.

Cũng có những dấu hiệu cho thấy bức tranh công khai có thể chưa đầy đủ. Một số nghiên cứu gần đây đã giữ kín các chi tiết kỹ thuật quan trọng, và các chuyên gia cảnh báo rằng tiến bộ trong lĩnh vực này có thể không phải lúc nào cũng được chia sẻ công khai.

Tuy vậy, các nhà phát triển đã bắt đầu làm việc trên các bản sửa lỗi, bao gồm cách giảm mức độ lộ khóa và các kiểu chữ ký mới được thiết kế để chống lại tấn công lượng tử.

Thị trường phản ánh quan điểm rằng mối đe dọa này vẫn còn nằm trong lớp học. Các nhà giao dịch thấy rất ít khả năng bitcoin sẽ thay thế thuật toán khai thác của mình trước năm 2027, nhưng lại đặt xác suất cao hơn nhiều, khoảng 40%, cho các nâng cấp như BIP-360 nhằm giảm rủi ro với ví.

Mối đe dọa lượng tử đối với Bitcoin là có thật, nhưng điều quan trọng là phải nhớ rằng việc xây dựng những cỗ máy dùng để tấn công blockchain vẫn bị giới hạn bởi các quy luật vật lý.