XRP Ledger nhắm nâng cấp chống công nghệ lượng tử năm 2028: rủi ro, chi phí

Hành trình của XRP hướng tới mật mã hậu lượng tử

Nghiên cứu này, được công bố như một phần của lộ trình giao thức năm 2027 của XRP Ledger Foundation, xem xét việc giới thiệu ML-DSA-44, một thuật toán chữ ký số hậu lượng tử được tiêu chuẩn hóa, trên các tài khoản, trình xác thực và nhà xuất bản danh sách trình xác thực của blockchain.

Thay đổi được đề xuất sẽ cho phép người dùng và các nhà điều hành mạng thay thế các khóa mật mã hiện có bằng các giải pháp thay thế được thiết kế để chống lại các cuộc tấn công từ các máy tính lượng tử đủ mạnh.

Nghiên cứu này dựa trên mục tiêu đã được Ripple công bố trước đó là đạt được sự sẵn sàng hoàn toàn cho thời đại hậu lượng tử vào năm 2028, nhưng cung cấp một đánh giá chi tiết hơn về công việc cần thiết để đạt được mục tiêu đó.

Hiện tại, các tài khoản trên XRP Ledger sử dụng mật mã secp256k1 hoặc Ed25519, cả hai đều có thể bị xâm phạm về mặt lý thuyết bởi các máy tính lượng tử đủ tiên tiến chạy thuật toán Shor.

Mối lo ngại này không chỉ giới hạn ở các ví XRP cá nhân. Các trình xác thực (validator) dựa vào chữ ký mật mã để xác thực giao dịch và điều phối sự đồng thuận của mạng, trong khi các nhà xuất bản danh sách trình xác thực đáng tin cậy giúp xác định những nhà điều hành nào tham gia vào quá trình đó.

Một cuộc tấn công thành công vào các hệ thống này có thể cho phép các tác nhân độc hại mạo danh các tài khoản hoặc trình xác thực hợp pháp, từ đó có thể làm suy yếu an ninh mạng.

Đề xuất của Quỹ sẽ đưa hỗ trợ ML-DSA-44 vào toàn bộ các hệ thống này, cho phép người dùng chuyển đổi trước khi các biện pháp bảo mật mật mã hiện tại trở nên dễ bị tấn công.

Tuy nhiên, việc nâng cấp này sẽ đi kèm với chi phí kỹ thuật đáng kể.

Theo nghiên cứu, các giao dịch sử dụng chữ ký chống lượng tử được đề xuất có thể tiêu tốn khoảng 5.331 byte dung lượng lưu trữ, so với 1.704 byte cho một giao dịch thanh toán thông thường. Con số này tương đương với mức tăng khoảng 213%, có thể ảnh hưởng đến băng thông mạng, dung lượng lưu trữ lịch sử giao dịch và chi phí vận hành.

Quỹ ước tính rằng việc triển khai sẽ cần khoảng 640 giờ phát triển và 400 giờ rà soát bổ sung, với tổng chi phí dự kiến cho việc rà soát, kiểm toán và các chi phí liên quan dao động từ 215.000 đến 255.000 USD, chưa bao gồm chi phí phát triển ban đầu.

Nghiên cứu cũng chỉ ra các vấn đề chưa được giải quyết liên quan đến phí giao dịch, việc di chuyển tài khoản và khả năng tương thích với phần mềm hiện có. Việc chỉ thêm một khóa thông thường chống lượng tử sẽ không đảm bảo an toàn hoàn toàn cho tài khoản nếu khóa chính dễ bị tấn công ban đầu vẫn được kích hoạt.

Một bản triển khai đã được thử nghiệm trên môi trường AlphaNet của mạng, nhưng cần thêm quá trình phát triển và đánh giá bảo mật trước khi triển khai.

Lộ trình dự kiến thực hiện nghiên cứu di chuyển trong nửa đầu năm 2027, tiếp theo là các giai đoạn phát triển, đánh giá và kiểm toán vào cuối năm 2027 hoặc năm 2028. Hiện chưa có ngày kích hoạt chính thức trên mạng chính (mainnet) nào được phê duyệt.

Trước đó, vào tháng 4, Ripple đã công bố chiến lược bảo mật lượng tử gồm bốn giai đoạn, bao gồm triển khai thử nghiệm, lập kế hoạch ứng phó khẩn cấp và hợp tác với công ty bảo mật Project Eleven. Sự hợp tác này bao gồm nghiên cứu về các hệ thống ký kết lai kết hợp chữ ký truyền thống và chữ ký hậu lượng tử, cùng với việc thử nghiệm trình xác thực và các nguyên mẫu ví lưu ký.

Các blockchain chuẩn bị các bước đi cho thời kỳ hậu lượng tử

XRP Ledger không phải là dự án duy nhất đang chuẩn bị đối phó với mối đe dọa mới nổi này.

Các nhà phát triển Bitcoin đang xem xét BIP 360, một đề xuất nhằm giới thiệu một loại đầu ra mới với mục đích giảm thiểu việc lộ khóa công khai. Mới đây, một nhà phát triển Bitcoin Core lâu năm đã đề xuất cài đặt các “mìn lượng tử” bí mật nhằm biến các nỗ lực đánh cắp Bitcoin bằng công nghệ lượng tử thành những sai lầm có thể gây tổn thất lớn.

Ethereum đã tích hợp khả năng chống lượng tử vào lộ trình dài hạn của mình, với các đề xuất thay đổi về kiến trúc trình xác thực và xác thực tài khoản, hướng tới các bản nâng cấp toàn diện vào khoảng năm 2029. Các nhà phát triển Solana đã nghiên cứu phương án chữ ký hậu lượng tử Falcon, trong khi Starknet đang nghiên cứu khả năng chuyển đổi từ Ethereum Layer 2 sang một blockchain Layer 1 độc lập, một phần để có được quyền kiểm soát lớn hơn đối với lộ trình bảo mật hậu lượng tử của mình.

Mặc dù chưa có máy tính lượng tử nào chứng minh được khả năng phá vỡ hệ thống mã hóa bảo vệ các blockchain lớn, Quỹ XRP Ledger lập luận rằng việc chuẩn bị sớm là điều thiết yếu vì việc thay thế các hệ thống mã hóa trên một mạng lưới đang hoạt động có thể mất nhiều năm.

Nếu được triển khai thành công, bản sửa đổi được đề xuất có thể đưa XRP Ledger trở thành một trong những blockchain lớn đầu tiên hỗ trợ chữ ký hậu lượng tử gốc cho cả tài khoản thông thường và các trình xác thực.