Joseph Gabriel Mattia III, Giám đốc vận hành Quantus: 'Năm lớp khóa không có tác dụng gì nếu tất cả đều dùng chung một cơ chế dễ bị tổn thương' — Tại sao đa chữ ký không thể cứu bạn khỏi các cuộc tấn công lượng tử
Tóm lại
Điện toán lượng tử có thể phá vỡ hệ thống bảo mật tiền điện tử hiện nay vào cuối những năm 2020, khiến việc chuyển đổi sang kỷ nguyên hậu lượng tử, kiểm toán và ví điện tử có khả năng chống chịu cao trở nên cấp thiết.
Nền tảng mật mã của internet được xây dựng cho một thế giới không còn tồn tại — hay nói đúng hơn, cho một thế giới đang âm thầm cạn kiệt thời gian. Ngày Q (Q-Day), thời điểm mà máy tính lượng tử đủ mạnh để phá vỡ mã hóa khóa công khai hiện đại, không còn là một chân trời lý thuyết nữa. Theo nhiều chuyên gia kỳ cựu trong lĩnh vực mật mã, đó là một vấn đề của cuối những năm 2020. Điều đó cho thấy nó gần hơn so với hầu hết các lộ trình của các tổ chức, và gần hơn nhiều so với những gì người dùng mật mã thông thường được cho biết.
Joseph Gabriel Mattia III, COO của Lượng tử — công ty tích hợp mật mã hậu lượng tử vào cơ sở hạ tầng ví phần cứng — đã suy nghĩ kỹ về quá trình chuyển đổi đó thực sự trông như thế nào ở cấp độ giao thức, cấp độ lưu ký và cấp độ người dùng thông thường, những người đã học mọi thứ cần biết về bảo mật từ một chiếc ví phần cứng. Câu trả lời của ông không mấy khả quan như quan điểm hiện tại của ngành. Ông lo ngại về khóa quản trị của một stablecoin hơn là ví của Satoshi. Ông lập luận rằng đa chữ ký không cung cấp khả năng chống lại kẻ tấn công lượng tử một cách hiệu quả — chỉ tạo ra thêm nhiều khóa cùng loại bị phá vỡ. Và mọi tài sản tiền điện tử lớn được theo dõi bởi migration.fail, một công cụ theo dõi mức độ sẵn sàng công khai, hiện đều được liệt kê là dễ bị tổn thương ở cấp độ chữ ký.
Sau đây là cuộc thảo luận về mối đe dọa mà hầu hết ngành công nghiệp vẫn chưa xem trọng đúng mức, tại sao việc chờ đợi bằng chứng về tính khả thi có thể đã quá muộn, và sự sẵn sàng cho công nghệ lượng tử thực sự cần phải như thế nào — không phải là một nhãn hiệu tiếp thị, mà là một thứ có thể kiểm chứng, kiểm toán và được tích hợp sẵn vào hệ thống.
Bạn dự đoán "Ngày Q" sẽ đến vào thời điểm nào - ngưỡng mà máy tính lượng tử có thể phá vỡ mật mã khóa công khai hiện đại? Kẻ thù sẽ nhắm mục tiêu vào những hệ thống, dữ liệu, tài sản, giao thức hoặc cơ sở hạ tầng nào trước tiên? Tại sao?
Nhiều khả năng là vào cuối những năm 2020. Vẫn còn tranh luận về năm chính xác, nhưng nhiều chuyên gia mật mã kỳ cựu tin rằng điều đó sẽ xảy ra trong vòng bốn năm tới.
Còn về những mục tiêu đầu tiên, tôi không nghĩ Bitcoin của Satoshi sẽ là một trong số đó, mặc dù đó là điều mà mọi người thường nghĩ đến.
Nếu đối thủ có khả năng này, việc nhắm mục tiêu vào những thứ dễ thấy sẽ công khai điều đó cho cả thế giới biết và phá hủy một lợi thế chiến lược khổng lồ. Có lẽ họ sẽ tập trung vào những chìa khóa mang lại cho họ quyền kiểm soát hoặc giá trị lớn nhất trong khi thu hút càng ít sự chú ý càng tốt.
Trong lĩnh vực tiền điện tử, điều khiến tôi lo ngại hơn cả là khóa quản trị của một stablecoin lớn. Một khóa bị xâm phạm có thể ảnh hưởng đến toàn bộ hệ sinh thái, khiến nó trở thành mục tiêu lớn hơn nhiều so với bất kỳ ví điện tử đơn lẻ nào.
Ngoài lĩnh vực mật mã, tôi sẽ xem xét các thông tin liên lạc mật của chính phủ, mạng lưới quân sự và hệ thống tình báo, nơi việc phá vỡ mật mã khóa công khai có thể làm lộ dữ liệu cực kỳ nhạy cảm.
Nhiều dự án hiện nay tuyên bố có “khả năng chống chịu lượng tử”, nhưng nếu không có một danh sách kiểm tra thống nhất và có thể kiểm định được, những tuyên bố như vậy không thể được xác minh. Theo bạn, ngưỡng tối thiểu để đạt được khả năng sẵn sàng cho lượng tử là gì?
Với tôi, ngưỡng tối thiểu là một dự án phải chứng minh được chính xác nơi mà mã hóa dễ bị tổn thương bởi tấn công lượng tử vẫn còn tồn tại trong hệ thống của nó. Sử dụng cơ chế xác thực hậu lượng tử an toàn là một khởi đầu tốt, nhưng nó không làm cho toàn bộ mạng lưới sẵn sàng cho tấn công lượng tử.
Việc ủy quyền giao dịch nên dựa trên một cơ chế bảo mật hậu lượng tử được công nhận, và dự án nên công khai tài liệu về những gì bảo vệ các kết nối P2P, cơ chế đồng thuận, hệ thống chứng cứ không tiết lộ thông tin, lớp bảo mật, cầu nối và bất kỳ cơ sở hạ tầng quan trọng nào khác.
Cần phải có sự phân biệt rõ ràng giữa những gì đang hoạt động hiện tại và những gì chỉ nằm trong kế hoạch phát triển.
Quan trọng nhất, những tuyên bố đó cần phải được kiểm toán. Bất kỳ ai cũng có thể xem các thuật toán và bộ tham số nào đang được sử dụng, kiểm tra việc triển khai và xác minh rằng tính bảo mật không dựa trên một kế hoạch mập mờ hoặc không thể kiểm chứng hoặc một nhãn hiệu tiếp thị.
Nếu bạn không thể chỉ ra chính xác thuật toán mã hóa bảo vệ từng phần quan trọng của hệ thống, tôi không nghĩ cụm từ “sẵn sàng cho lượng tử” có nhiều ý nghĩa.
Ai nên chịu trách nhiệm thiết lập các tiêu chí thống nhất, có thể kiểm chứng được về khả năng sẵn sàng cho lượng tử? Các tiêu chí đó cần bao gồm những gì?
Tôi sẽ giữ NIST làm chuẩn mực tham chiếu cho chính lĩnh vực mật mã học. Quy trình hậu lượng tử của họ đã thu hút các nhà nghiên cứu từ khắp thế giới và khiến cho không một chính phủ hay công ty nào có thể chi phối kết quả.
Đối với công nghệ blockchain, lớp tiếp theo phải được xây dựng bởi các nhóm phát triển giao thức hoạt động công khai, tạo điều kiện cho các nhà nghiên cứu và kiểm toán viên có thể đánh giá nghiêm ngặt thiết kế và kết quả của nó.
Các tiêu chí cần phản ánh cách thức hoạt động của mạng lưới hiện nay. Điều đó bắt đầu từ mật mã được sử dụng để xác thực các giao dịch và liệu bảo vệ hậu lượng tử có phải là mặc định hay không. Bất kỳ sự phụ thuộc nào còn lại vào các chữ ký dễ bị tổn thương cần phải được công khai rõ ràng.
Việc chuyển đổi cũng phải là một phần của bức tranh đó, bởi vì một mạng lưới có thể hỗ trợ các khóa hậu lượng tử trong khi hầu hết người dùng vẫn đang sử dụng các khóa cũ.
Ví phần cứng bảo vệ khóa khỏi trộm cắp vật lý, nhưng không bảo vệ được khỏi các cuộc tấn công lượng tử vào khóa công khai. Bạn đánh giá như thế nào về nhận thức hiện tại của người dùng về sự khác biệt này? Liệu có mô hình lưu trữ an toàn nào dành cho người dùng thông thường hiện nay, hay ngành công nghiệp cần một mô hình ví mới?
Vẫn còn một quan niệm sai lầm lớn về những gì ví phần cứng bảo vệ bạn khỏi. Nó giữ cho khóa riêng tư của bạn được tách biệt khỏi máy tính xách tay hoặc điện thoại, điều này cực kỳ hữu ích. Nhưng một kẻ tấn công lượng tử sẽ không cần phải chạm vào thiết bị. Một khi khóa công khai dễ bị tổn thương bị lộ, kẻ tấn công lượng tử có thể tấn công trực tiếp vào thuật toán mã hóa mà không cần chạm vào ví phần cứng.
Điều đó không có nghĩa là ví phần cứng trở nên lỗi thời. Chúng tôi đã tích hợp hỗ trợ hậu lượng tử vào Keystone cho Quantus, vì vậy mô hình phần cứng có thể phát triển. Hạn chế là ví không thể tự mình biến Bitcoin hoặc Ethereum thành tiền điện tử hậu lượng tử – mạng lưới cơ bản cũng phải hỗ trợ các chữ ký mới.
Một mô hình tốt hơn sẽ tích hợp khả năng bảo vệ hậu lượng tử vào cả ví và mạng lưới theo mặc định. Người dùng không cần phải biết khi nào thuật toán mã hóa bên dưới đã trở nên lỗi thời.
Các lược đồ đa chữ ký chỉ làm tăng độ phức tạp của các cuộc tấn công theo cấp số nhân, chứ không phải theo cấp số mũ. Điều này có nghĩa là các kiến trúc lưu ký của các tổ chức được xây dựng trên đa chữ ký tạo ra cảm giác an toàn giả tạo?
Chữ ký đa chữ ký vẫn cực kỳ hữu ích, và tôi không muốn các tổ chức từ bỏ nó. Nó bảo vệ chống lại các mối đe dọa mà các hệ thống lưu trữ dữ liệu đang phải đối mặt hiện nay, chẳng hạn như một khóa bị đánh cắp hoặc một người ký bị xâm phạm quyền riêng tư.
Vấn đề trở nên nguy hiểm khi người ta bắt đầu coi việc sử dụng nhiều khóa hơn như một biện pháp bảo vệ chống lại các cuộc tấn công lượng tử. Một cấu hình 3/5 được xây dựng hoàn toàn dựa trên cùng một sơ đồ chữ ký dễ bị tổn thương vẫn có cùng một điểm yếu cơ bản. Kẻ tấn công lượng tử có thể cần khôi phục nhiều khóa, nhưng mỗi lần chúng đều giải quyết cùng một loại vấn đề. Năm khóa không giúp ích được nhiều nếu tất cả chúng đều dùng chung một cơ chế dễ bị tổn thương.
Vì vậy, đúng vậy, đa chữ ký có thể tạo ra cảm giác an toàn giả tạo nếu các tổ chức cho rằng sự dư thừa đồng nghĩa với khả năng chống lại tấn công lượng tử. Con đường tốt hơn là duy trì việc lưu trữ phân tán, nhưng thay thế cơ chế xác thực dễ bị tổn thương bên dưới bằng một thứ gì đó có thể chống lại kẻ tấn công lượng tử.
Liệu các sàn giao dịch và đơn vị lưu ký lớn đã sẵn sàng cho kịch bản mà máy tính lượng tử có thể suy ra khóa riêng từ khóa công khai chỉ trong vài phút? Còn người dùng thông thường thì sao?
Hầu hết các sàn giao dịch lớn đều có khả năng phòng thủ tốt trước các cuộc tấn công mà chúng ta biết hiện nay. Tôi chưa thấy nhiều bằng chứng cho thấy họ đã sẵn sàng cho một cuộc tấn công mà trong đó khóa riêng có thể được khôi phục mà không cần động chạm gì đến cơ sở hạ tầng của họ.
Chúng tôi theo dõi điều này thông qua migration.fail, một công cụ theo dõi mức độ sẵn sàng công khai đánh giá xem các mạng blockchain lớn có còn dựa vào mật mã dễ bị tấn công lượng tử hay không. Hiện tại, tất cả 20 tài sản tiền điện tử hàng đầu mà công cụ này theo dõi đều được liệt kê là dễ bị tổn thương ở cấp độ chữ ký.
Một kế hoạch ứng phó nghiêm túc cần phải tính đến việc các khóa vận hành nào bị lộ và tốc độ chuyển tiền nhanh như thế nào một khi một trong số chúng bị nghi ngờ. Một giao dịch độc hại vẫn có thể trông hoàn toàn hợp lệ trên chuỗi khối, điều này khiến việc ứng phó sớm trở nên khó khăn hơn.
Người dùng thông thường còn tụt hậu hơn. Hầu hết chỉ biết mình cần chuyển đổi khi ví điện tử hoặc sàn giao dịch thông báo, vì vậy bất kỳ kế hoạch khả thi nào cũng phải làm cho quá trình chuyển đổi đủ đơn giản để hoàn thành một cách an toàn.
Tại sao mối đe dọa "thu thập dữ liệu trước, giải mã sau" lại vẫn còn phù hợp trong thời điểm hiện nay — rất lâu trước khi máy tính lượng tử quy mô lớn ra đời?
Trước hết, tôi muốn phân biệt vấn đề này với mối đe dọa lượng tử đối với chữ ký blockchain, vì chúng thường bị gộp chung. Một giao dịch Bitcoin đã được công khai. Kẻ tấn công không cần phải ghi lại bất cứ thứ gì hôm nay và giải mã sau mười năm nữa.
Nhưng điều đó không thể áp dụng cho các ngân hàng, chính phủ và các tổ chức khác, vì dữ liệu được mã hóa của họ có thể (và có lẽ sẽ) vẫn nhạy cảm trong nhiều năm tới. Ai đó có thể thu thập lưu lượng truy cập đó ngày hôm nay và giữ nó cho đến khi công nghệ bắt kịp.
Signal, iMessage và Cloudflare đã chuyển một phần hệ thống của họ sang công nghệ bảo vệ hậu lượng tử, và hầu hết người dùng hầu như không nhận thấy sự khác biệt. Có lẽ quá trình chuyển đổi này cũng nên diễn ra như vậy.
Dữ liệu nhạy cảm không nên được lưu trữ bằng mã hóa dễ bị tấn công lượng tử cho đến khi ai đó chứng minh được máy tính lượng tử có thể phá vỡ nó. Đến lúc đó, dữ liệu của nhiều năm có thể đã nằm trong kho lưu trữ của người khác.
Dữ liệu blockchain là bất biến và công khai. Liệu có thể làm gì để khôi phục các giao dịch đã được ghi lại, hay dữ liệu đó đã bị xâm phạm vĩnh viễn?
Dữ liệu được ghi lại trên blockchain là vĩnh viễn, nhưng tính vĩnh viễn không có nghĩa là mọi giao dịch cũ đột nhiên trở nên nguy hiểm sau Ngày Q. Hầu hết chúng vốn dĩ đã được công khai trên một chuỗi khối minh bạch rồi.
Khóa công khai là ngoại lệ vì Bitcoin đã lưu trữ vĩnh viễn các khóa bị lộ. Kẻ tấn công không cần phải xây dựng kho lưu trữ riêng tư nào hôm nay hoặc chặn bất cứ thứ gì trước đó. Nhiều năm sau, chúng có thể xem lại sổ cái công khai đó và nhắm mục tiêu vào bất kỳ khóa nào bị lộ vẫn đang kiểm soát thứ gì đó có giá trị.
Việc chuyển tiền sang các khóa hậu lượng tử có thể loại bỏ giá trị từ khoản đầu tư cũ, nhưng không thể xóa sạch hồ sơ lịch sử.
Đối với các giao dịch riêng tư, vấn đề có phần khác biệt. Dữ liệu vẫn nằm trên chuỗi khối nhiều năm sau đó, vì vậy nếu thuật toán mã hóa bảo vệ dữ liệu bị phá vỡ, thông tin được ẩn giấu tại thời điểm đó có thể bị lộ ra sau này.
Ngành công nghiệp cần thiết lập những tiêu chuẩn có thể đo lường và thực thi nào về khả năng sẵn sàng cho công nghệ lượng tử trong vòng 12 đến 24 tháng tới?
Một tiêu chuẩn hữu ích là những gì chính phủ Mỹ đang làm hiện nay, với việc các cơ quan liên bang được yêu cầu lập bản đồ mức độ tiếp xúc với mật mã và chỉ định người cụ thể phụ trách quá trình chuyển đổi. Các hệ thống có giá trị cao có thời hạn nghiêm ngặt để chuyển sang mật mã hậu lượng tử, và công việc đang được tiến hành để lập danh sách các thành phần mật mã nhằm giúp việc theo dõi các phụ thuộc này dễ dàng hơn.
Ngành tiền điện tử cần có phiên bản kỷ luật riêng của mình trong vòng 12 đến 24 tháng tới. Các giao thức lớn nên công bố những nơi vẫn đang sử dụng thuật toán mã hóa dễ bị tổn thương và đưa ra ngày hoàn thành quá trình chuyển đổi khỏi chúng. Các sàn giao dịch và người giám hộ nên tiết lộ giá trị được lưu giữ đằng sau các khóa cũ.
Khi những con số đó được công khai, các bài đánh giá danh sách và kiểm toán bảo mật cũng có thể bắt đầu sử dụng chúng. Điều đó sẽ cung cấp cho ngành công nghiệp một thước đo cụ thể.
Trở ngại lớn nhất trong việc triển khai các tiêu chuẩn đó trên quy mô lớn là gì? Ngành công nghiệp nên giải quyết vấn đề đó như thế nào trong thời gian ngắn hạn?
Phần khó nhất là thuyết phục hàng triệu người nắm giữ độc lập chuyển đổi khi không có công tắc trung tâm nào mà ai cũng có thể bật. Một giao thức có thể bổ sung hỗ trợ hậu lượng tử, nhưng các đồng tiền được lưu trữ ngoại tuyến trong nhiều năm vẫn cần được chủ sở hữu chuyển đổi.
Việc cần làm trước mắt là làm cho quá trình chuyển đổi đơn giản nhất có thể. Ví điện tử cần có quy trình hướng dẫn người dùng chuyển sang các khóa an toàn hơn với ma sát tối thiểu, trong khi các sàn giao dịch và người lưu ký cần các quy trình mà họ đã thử nghiệm trong điều kiện tải nặng. Ở cấp độ giao thức, chúng ta cũng phải tránh việc chỉ đơn giản thay thế một hệ thống dễ bị tổn thương bằng một hệ thống khác tạo ra chi phí băng thông, lưu trữ hoặc bảo mật không thể chấp nhận được. Chờ đến khi mối đe dọa trở nên cấp bách mới thiết kế các hệ thống đó sẽ không có nhiều chỗ cho sai sót.
Tài sản không hoạt động khiến vấn đề càng trở nên khó khăn hơn. Một số chủ sở hữu sẽ không bao giờ tham gia chuyển đổi, vì vậy các mạng lưới cũng cần quyết định cách xử lý các đồng tiền dễ bị tổn thương còn lại.
Trách nhiệm công ty
Phù hợp với Hướng dẫn của Dự án Tin cậy, xin lưu ý rằng thông tin được cung cấp trên trang này không nhằm mục đích và không được hiểu là tư vấn pháp lý, thuế, đầu tư, tài chính hoặc bất kỳ hình thức tư vấn nào khác. Điều quan trọng là chỉ đầu tư những gì bạn có thể đủ khả năng để mất và tìm kiếm lời khuyên tài chính độc lập nếu bạn có bất kỳ nghi ngờ nào. Để biết thêm thông tin, chúng tôi khuyên bạn nên tham khảo các điều khoản và điều kiện cũng như các trang trợ giúp và hỗ trợ do nhà phát hành hoặc nhà quảng cáo cung cấp. MetaversePost cam kết báo cáo chính xác, không thiên vị nhưng điều kiện thị trường có thể thay đổi mà không cần thông báo trước.
Giới thiệu về Tác giả
Alisa, một nhà báo tận tâm tại MPostchuyên về tiền điện tử, trí tuệ nhân tạo, đầu tư và lĩnh vực rộng lớn khác. Web3. Với con mắt quan tâm đến các xu hướng và công nghệ mới nổi, cô cung cấp thông tin toàn diện để cung cấp thông tin và thu hút độc giả trong bối cảnh không ngừng phát triển của tài chính kỹ thuật số.
Xem thêm bài viết
Alisa, một nhà báo tận tâm tại MPostchuyên về tiền điện tử, trí tuệ nhân tạo, đầu tư và lĩnh vực rộng lớn khác. Web3. Với con mắt quan tâm đến các xu hướng và công nghệ mới nổi, cô cung cấp thông tin toàn diện để cung cấp thông tin và thu hút độc giả trong bối cảnh không ngừng phát triển của tài chính kỹ thuật số.
