นักวิจัยชี้ 30,000 คิวบิตถอดรหัสกุญแจบิตคอยน์ได้ใน 1 ชั่วโมง

ภัยคุกคาม 'Q-Day' ของ Bitcoin กำลังใกล้เข้ามา

บริษัทที่มีสำนักงานตั้งอยู่ที่ปารีสและบอสตันได้ประกาศเมื่อวันพฤหัสบดีว่า นักวิจัยของบริษัทประเมินว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทนต่อข้อผิดพลาด (fault-tolerant) ซึ่งติดตั้งควอนตัมบิตทางกายภาพประมาณ 29,588 ตัว สามารถแก้ปัญหาการเข้ารหัสด้วยเส้นโค้งเอลลิปติก 256 บิตได้ภายในเวลาเพียง 61.8 นาที ปัญหาทางคณิตศาสตร์นี้เป็นพื้นฐานของลายเซ็นดิจิทัลที่ใช้ในการอนุมัติธุรกรรมบิตคอยน์

ผลการวิจัยที่อธิบายอย่างละเอียดในบทความวิจัยใหม่ยังชี้ให้เห็นว่า 22,593 ควิบิตทางกายภาพสามารถถอดรหัสการเข้ารหัส RSA-2048 ได้ภายในประมาณ 3.14 วัน ซึ่งเป็นการลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการประมาณการก่อนหน้านี้ ในปี 2019 นักวิจัยคาดการณ์ว่า การแยกตัวประกอบ RSA-2048 จะต้องการควอนตัมบิตทางกายภาพประมาณ 20 ล้านตัว ในขณะที่การประมาณการใหม่จาก Google Quantum AI เมื่อปีที่แล้วได้ลดตัวเลขดังกล่าวลงเหลือต่ำกว่าหนึ่งล้านตัว

Alice & Bob ระบุว่า การคำนวณล่าสุดของพวกเขาเป็นมาตรฐานใหม่ในการลดการรวมกันระหว่างความต้องการด้านฮาร์ดแวร์ควอนตัมและเวลาการประมวลผลให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

การวิจัยนี้อาศัยเทคโนโลยีซูเปอร์คอนดักเตอร์เฉพาะทางที่เรียกว่า cat qubits ซึ่งออกแบบมาเพื่อลดข้อผิดพลาดควอนตัมบางประเภทในระดับฮาร์ดแวร์ นักวิจัยได้รวมวิธีการดังกล่าวกับรหัสแก้ไขข้อผิดพลาดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และการปรับปรุงการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่จำเป็นสำหรับอัลกอริทึมของ Shor ซึ่งเป็นวิธีการคำนวณควอนตัมที่สามารถทำลายระบบการเข้ารหัสกุญแจสาธารณะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายได้

บริษัทเน้นย้ำว่าผลการวิจัยนี้เป็นเพียงการประมาณการทรัพยากรทางทฤษฎี ไม่ใช่หลักฐานว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีอยู่ในปัจจุบันสามารถถอดรหัสกุญแจบิตคอยน์ได้ การสร้างเครื่องที่สามารถดำเนินการคำนวณเหล่านี้ได้อย่างน่าเชื่อถือ ยังคงเป็นความท้าทายทางวิศวกรรมที่สำคัญอยู่เสมอ

สำหรับบิตคอยน์ ผลกระทบหลักอยู่ที่ระบบลายเซ็นดิจิทัลแบบเส้นโค้งเอลลิปติก ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถพิสูจน์ความเป็นเจ้าของเงินได้ คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีพลังประมวลผลเพียงพออาจสามารถคำนวณกุญแจส่วนตัวจากกุญแจสาธารณะที่ถูกเปิดเผยได้ ทำให้ผู้โจมตีสามารถสร้างลายเซ็นโดยไม่ได้รับอนุญาตและขโมยสกุลเงินดิจิทัลได้

การโจมตีที่ Alice & Bob ประมาณการว่าจะใช้เวลาหนึ่งชั่วโมงนั้น ยังคงเกินกว่าช่วงเวลาเฉลี่ยของบล็อกในระบบบิตคอยน์ที่ประมาณ 10 นาที ซึ่งจำกัดความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติของการโจมตีธุรกรรมทั่วไปในขณะที่กำลังรอการยืนยัน อย่างไรก็ตาม เหรียญที่เกี่ยวข้องกับกุญแจสาธารณะที่ถูกเปิดเผยแล้วอาจเผชิญกับภัยคุกคามที่รุนแรงกว่า เนื่องจากผู้โจมตีไม่จำเป็นต้องเสร็จสิ้นการคำนวณก่อนที่บล็อกถัดไปจะถูกสร้างขึ้น

ความเร็วกำลังเพิ่มขึ้น

การประกาศนี้เกิดขึ้นหลังจากมีพัฒนาการล่าสุดหลายประการที่ชี้ให้เห็นว่าอุปสรรคทางเทคนิคต่อการโจมตีด้วยควอนตัมกำลังลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ตามที่ Bitcoin.com News รายงานเมื่อต้นเดือนนี้ Google Quantum AI ได้สาธิตเทคนิคการลดข้อผิดพลาดที่เรียกว่า "magic state cultivation" ซึ่งช่วยปรับปรุงความน่าเชื่อถือของสถานะควอนตัมเฉพาะที่จำเป็นสำหรับการคำนวณที่ซับซ้อนได้ถึง 40 เท่า การวิจัยแยกต่างหากของ Google ที่เผยแพร่ในเดือนมีนาคม ชี้ให้เห็นว่า เครื่องควอนตัมขั้นสูงสามารถทำลายลายเซ็นเส้นโค้งเอลลิปติกของบิตคอยน์ได้ทางทฤษฎี โดยใช้ควอนตัมบิตทางกายภาพน้อยกว่า 500,000 หน่วย และหนึ่งในรูปแบบที่เสนอสามารถดำเนินการโจมตีเสร็จสิ้นภายในประมาณ 9 นาที

ในขณะเดียวกัน บริษัทคอมพิวเตอร์ควอนตัม Quantinuum ได้ประกาศเมื่อวันที่ 19 ตุลาคมว่า ระบบ Helios ของบริษัทได้บรรลุความแม่นยำเชิงตรรกะ (logical fidelity) 99.9995% ซึ่งเทียบเท่ากับข้อผิดพลาดประมาณ 5 ครั้งต่อหนึ่งล้านการดำเนินการ บริษัทอธิบายว่าความสำเร็จนี้สนับสนุนเป้าหมายของบริษัทในการส่งมอบคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทนต่อข้อผิดพลาดและมีประโยชน์เชิงพาณิชย์ภายในปี 2029

การคำนวณของ Alice & Bob แสดงถึงความก้าวหน้าในลักษณะที่ต่างออกไป โดยแสดงให้เห็นว่าการเลือกสถาปัตยกรรมและการปรับปรุงอัลกอริทึมสามารถลดจำนวนอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการโจมตีระบบการเข้ารหัสที่มีอยู่ได้อย่างมีนัยสำคัญ

"การประมาณการทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับการทำงานของอัลกอริทึมได้ลดลงอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากวงการนี้ได้พัฒนาวิธีการแก้ไขข้อผิดพลาดและการออกแบบอัลกอริทึมที่ดีขึ้น" Théau Peronnin ซีอีโอของ Alice & Bob กล่าวในแถลงการณ์

บริษัทคาดการณ์ว่า การพัฒนาฮาร์ดแวร์ควอนตัมที่ดีขึ้นและการลดลงของความต้องการด้านการคำนวณ อาจบรรจบกันในช่วงต้นทศวรรษ 2030 แม้ว่าจะยังคงเป็นเพียงการคาดการณ์มากกว่าจะเป็นกรอบเวลาที่แน่นอนแล้วก็ตาม

ผลการวิจัยนี้เพิ่มแรงกดดันให้ผู้พัฒนา Bitcoin ต้องศึกษาแผนการลงนามที่ต้านทานควอนตัม ก่อนที่เครื่องดังกล่าวจะพร้อมใช้งานจริง การคาดการณ์ก่อนหน้านี้ชี้ว่า Bitcoin ประมาณ 6.9 ล้าน BTC อาจมีความเสี่ยงที่จะถูกเปิดเผย เนื่องจากกุญแจสาธารณะที่เกี่ยวข้องได้ถูกเปิดเผยไปแล้ว

การเปลี่ยนเทคโนโลยีลายเซ็นที่มีอยู่ของ Bitcoin จะก่อให้เกิดความซับซ้อนอย่างมาก รวมถึงความต้องการข้อมูลธุรกรรมที่มากขึ้น ปัญหาความเข้ากันได้กับกระเป๋าเงินที่มีอยู่ และคำถามที่ยากว่าจะปกป้องเหรียญที่เก็บไว้ในที่อยู่ที่ไม่ใช้งานหรือไม่สามารถเข้าถึงได้อย่างไร

Alice & Bob ได้เรียกร้องให้องค์กรต่างๆ เริ่มนำระบบการป้องกันทางเข้ารหัสหลังยุคควอนตัมมาใช้ แทนที่จะรอจนกว่าการโจมตีด้วยควอนตัมจะเกิดขึ้นจริง

สำหรับบิตคอยน์ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงต้องผ่านการตรวจสอบทางเทคนิคอย่างละเอียดและต้องมีการประสานงานเครือข่ายอย่างกว้างขวาง การที่ตัวเลขการประเมินลดลงนี้อาจทำให้การเตรียมความพร้อมมีความสำคัญมากยิ่งขึ้น แม้ว่าการมาถึงจริงของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีความสามารถทางเข้ารหัสจะยังคงไม่แน่นอน