Công nghệ chuỗi khối đã nổi lên như một bước đột phá thay đổi cuộc chơi trong kỷ nguyên số ngày nay, biến đổi mọi thứ từ giao dịch tài chính đến bảo mật dữ liệu. Để bảo vệ và xác thực các giao dịch, blockchain dựa vào các thuật toán mã hóa phức tạp. Tuy nhiên, khi chúng ta tiếp cận một cuộc cách mạng công nghệ mới với sự ra đời của điện toán lượng tử, độ bền của các tiêu chuẩn mã hóa hiện tại đang bị đặt dấu hỏi.

Với khả năng xử lý chưa từng có, điện toán lượng tử có khả năng phá vỡ các giao thức mã hóa truyền thống đóng vai trò là nền tảng của bảo mật blockchain. Mối đe dọa sắp tới này đòi hỏi phải tạo ra một thời đại mật mã mới: Mật mã hậu lượng tử (PQC). Khi chúng ta khám phá lãnh thổ mới này, điều quan trọng là phải nắm bắt các nguyên tắc của mật mã chuỗi khối và cách điện toán lượng tử có thể biến đổi bối cảnh bảo mật kỹ thuật số.

Chúng ta sẽ xem xét tình trạng hiện tại của mật mã trong blockchain, ảnh hưởng mang tính đột phá của điện toán lượng tử và cách mật mã hậu lượng tử có thể là chìa khóa để bảo vệ tương lai kỹ thuật số của chúng ta trong các phần tiếp theo.

Hiểu về mật mã trong Blockchain

Để duy trì tính toàn vẹn và bảo mật, công nghệ chuỗi khối, đóng vai trò là xương sống của các giao dịch kỹ thuật số và bảo mật dữ liệu hiện tại, sử dụng nhiều phương pháp mã hóa khác nhau. Các cách tiếp cận này được phân loại đại khái thành ba loại: mật mã khóa đối xứng, mật mã khóa bất đối xứng và hàm băm, mỗi loại đóng một vai trò riêng biệt trong hệ sinh thái blockchain.

Mật mã khóa đối xứng

Mật mã khóa đối xứng sử dụng một khóa duy nhất cho cả mã hóa và giải mã. Cách tiếp cận này nổi tiếng vì tính hiệu quả trong việc mã hóa dữ liệu. Mặc dù thực tế là nó cung cấp khả năng mã hóa nhanh chóng và hiệu quả, Mật mã khóa đối xứng ít phổ biến hơn trong blockchain do khó khăn trong việc truyền khóa một cách an toàn giữa người gửi và người nhận. Hạn chế này rất quan trọng trong một hệ thống phi tập trung như blockchain, nơi mà sự tin cậy và bảo mật là rất quan trọng.

Đọc thêm: https://www.gate.io/learn/articles/what-is-Đối xứng-key-cryptography/305

Mật mã khóa bất đối xứng

Mật mã khóa bất đối xứng, trái ngược với các phương pháp tiếp cận đối xứng, sử dụng hai khóa: khóa chung để mã hóa và khóa riêng để giải mã. Do tiềm năng cho phép chia sẻ dữ liệu an toàn giữa nhiều bên, phương pháp này ngày càng được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng blockchain. Mặc dù chậm hơn so với các phương pháp khóa đối xứng, nhưng nó cung cấp khả năng mở rộng và bảo mật cao hơn, khiến nó trở nên quan trọng đối với các trường hợp như giao dịch bitcoin, nơi cần có sự tin cậy giữa các bên.

Đọc thêm: https://www.gate.io/learn/articles/what-are-aĐối xứngkey-algorithms/32

Hàm băm

Hàm băm rất cần thiết cho công nghệ blockchain vì chúng không yêu cầu khóa. Thay vào đó, chúng biến văn bản gốc thành giá trị băm có độ dài cố định, đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật của dữ liệu. Các chức năng này rất quan trọng trong việc thiết lập một môi trường blockchain an toàn và đáng tin cậy. Chúng rất quan trọng trong việc kết nối các khối trong chuỗi khối, đảm bảo rằng mỗi khối được liên kết an toàn và bất biến với khối trước đó.

Vai trò của mật mã trong các ứng dụng Blockchain

Mật mã chuỗi khối rất đa dạng, với mỗi kỹ thuật thực hiện các chức năng riêng biệt góp phần đảm bảo an ninh, độ tin cậy và chức năng tổng thể của mạng chuỗi khối. Dưới đây là một số lĩnh vực phổ biến nhất mà mật mã được sử dụng trong blockchain.

• Chữ ký số: Điều này cung cấp sự tương đương kỹ thuật số của chữ ký trong thế giới thực, cung cấp tính xác thực, tính toàn vẹn và không thể chối bỏ. Chúng rất cần thiết cho việc xác minh giao dịch trên blockchain.
• Bảo mật giao dịch: Các thuật toán mã hóa, như SHA-256, được sử dụng trong tiền mã hóa, tạo thành xương sống của các giao dịch tiền kỹ thuật số an toàn và đáng tin cậy.
• Hợp đồng thông minh: Các nguyên tắc mật mã được sử dụng trong việc thực hiện hợp đồng thông minh, tự động thực hiện các hành động dựa trên các điều kiện được xác định trước, nâng cao hiệu quả và độ tin cậy trong các giao dịch blockchain.
• Quản lý danh tính và quyền truy cập: Blockchain tận dụng các phương pháp mã hóa để quản lý danh tính kỹ thuật số một cách an toàn, cung cấp các giải pháp mạnh mẽ để bảo mật dữ liệu và quyền truy cập có kiểm soát.

Tổng quan về điện toán lượng tử

Điện toán lượng tử là một tiến bộ vượt bậc trong công nghệ máy tính, về cơ bản khác với điện toán thông thường. Trong khi máy tính thông thường sử dụng bit (0 và 1) để xử lý thông tin thì máy tính lượng tử sử dụng bit lượng tử hoặc qubit. Do các định luật chồng chất và vướng víu, vốn là những ý tưởng cơ bản trong cơ học lượng tử, nên các qubit này có thể tồn tại ở nhiều trạng thái cùng một lúc. Điều này cho phép máy tính lượng tử xử lý lượng dữ liệu khổng lồ với tốc độ đáng kinh ngạc, vượt xa đáng kể khả năng của các siêu máy tính mạnh nhất hiện nay.

Tác động tiềm tàng của điện toán lượng tử đối với nhiều ngành công nghiệp là rất lớn, đặc biệt là trong các lĩnh vực đòi hỏi xử lý dữ liệu và giải quyết vấn đề phức tạp. Tuy nhiên, tiềm năng đột phá lớn nhất của nó nằm ở khả năng thách thức các phương pháp mã hóa hiện có. Mật mã học chủ yếu dựa vào các vấn đề toán học mà hiện nay rất khó hoặc không khả thi để giải quyết bằng cách sử dụng máy tính thông thường. Với khả năng xử lý mạnh mẽ, điện toán lượng tử có nguy cơ làm sáng tỏ các phương pháp mã hóa hiện có, gây ra rủi ro bảo mật rất lớn cho nhiều hệ thống, bao gồm cả công nghệ blockchain.

Các lỗ hổng do máy tính lượng tử bộc lộ

Nguồn: https://cybersecurityglossary.com/rivest-shamir-adleman-rsa/

Lỗ hổng mã hóa RSA

Khó khăn của việc phân tích các số nguyên tố lớn là nền tảng của mã hóa RSA , một hệ thống mật mã khóa công khai được sử dụng rộng rãi. Nhiều giao thức bảo mật kỹ thuật số dựa vào phương pháp mã hóa này. Máy tính lượng tử có thể bẻ khóa mã hóa RSA nhanh hơn nhiều so với máy tính thông thường. Các thuật toán được tạo riêng cho máy tính lượng tử, chẳng hạn như thuật toán của Shor, có thể giải quyết nhanh chóng các vấn đề về hệ số nguyên tố, làm ảnh hưởng đến tính bảo mật do mã hóa RSA cung cấp.

ECC (Mật mã đường cong Elliptic) có nguy cơ gặp rủi ro

Khó khăn của việc phân tích các số nguyên tố lớn là nền tảng của mã hóa RSA, một hệ thống mật mã khóa công khai được sử dụng rộng rãi. Nhiều giao thức bảo mật kỹ thuật số dựa vào phương pháp mã hóa này. Máy tính lượng tử có khả năng bẻ khóa mã hóa RSA nhanh hơn nhiều so với máy tính thông thường. Các thuật toán được tạo riêng cho máy tính lượng tử, chẳng hạn như thuật toán của Shor, có thể giải quyết nhanh chóng các vấn đề về hệ số nguyên tố, làm ảnh hưởng đến tính bảo mật do mã hóa RSA cung cấp.

Thuật toán băm và tính toán lượng tử

Các hàm băm mật mã, chẳng hạn như SHA-256, rất quan trọng đối với tính toàn vẹn và xác thực dữ liệu. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng mã hóa, bao gồm cả blockchain. Mặc dù các hàm băm được cho là có khả năng chống lại các cuộc tấn công lượng tử tốt hơn nhưng chúng không hoàn toàn miễn nhiễm. Các cuộc tấn công va chạm, chẳng hạn như kỹ thuật của Grover, về mặt lý thuyết có thể tăng tốc quá trình xác định dữ liệu đầu vào của hàm băm, mặc dù ít đáng kể hơn so với tác động lên RSA hoặc ECC.

Giới thiệu về Mật mã hậu lượng tử (PQC)

Mật mã hậu lượng tử (PQC) đề cập đến các thuật toán mật mã được cho là an toàn trước một cuộc tấn công máy tính lượng tử. Khi điện toán lượng tử phát triển, nó đặt ra mối đe dọa đáng kể đối với các thuật toán mã hóa truyền thống, vốn rất quan trọng để bảo mật dữ liệu và truyền thông kỹ thuật số. Mối đe dọa sắp xảy ra này đã thúc đẩy sự phát triển của PQC, nỗ lực tạo ra các hệ thống mật mã an toàn ngay cả khi đối mặt với khả năng nâng cao của máy tính lượng tử.

PQC không liên quan đến việc sử dụng công nghệ lượng tử trong mật mã (như trong phân phối khóa lượng tử), mà là phát triển các thuật toán mà máy tính cổ điển (phi lượng tử) vẫn có thể chạy nhưng máy tính lượng tử không thể dễ dàng phá vỡ. Tầm quan trọng của PQC bắt nguồn từ vai trò tiềm năng của nó trong việc bảo vệ dữ liệu và thông tin liên lạc nhạy cảm trước các cuộc tấn công lượng tử trong tương lai, điều này rất quan trọng để đảm bảo an ninh lâu dài trong nhiều ngành, bao gồm an ninh quốc gia, tài chính và bảo vệ dữ liệu cá nhân.

Vai trò tiềm năng của PQC

• Bảo vệ công nghệ chuỗi khối: Do chuỗi khối phụ thuộc vào các giao thức mã hóa cho các giao dịch và hợp đồng thông minh, PQC rất quan trọng để đảm bảo tính bảo mật liên tục của nó.
• Đảm bảo bảo mật dữ liệu dài hạn: PQC cung cấp một lộ trình để bảo mật thông tin liên lạc kỹ thuật số hiện tại và tương lai trước khả năng giải mã lượng tử.
• Khả năng thích ứng: Mục tiêu là phát triển các thuật toán PQC có thể được tích hợp vào cơ sở hạ tầng hiện có với mức độ gián đoạn tối thiểu.

Vai trò của NIST và thuật toán PQC

Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) cực kỳ quan trọng trong việc phát triển và tiêu chuẩn hóa các thuật toán PQC. Nhận thấy sớm mối đe dọa lượng tử, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đã đưa ra một quy trình nhằm thu hút, đánh giá và tiêu chuẩn hóa một hoặc nhiều thuật toán mã hóa khóa công khai kháng lượng tử. Mục tiêu không chỉ đơn giản là phát triển các thuật toán có thể chống lại các cuộc tấn công lượng tử mà còn đảm bảo rằng chúng hiệu quả và dễ thực thi.

NIST đã chọn bảy thuật toán để đánh giá thêm trong số nhiều bài gửi nhận được, tập trung vào các phương pháp mã hóa khác nhau. Theo những cập nhật gần đây nhất, có bốn loại thuật toán rất hứa hẹn:

Mật mã dựa trên mạng: Các thuật toán này dựa trên các bài toán mạng, liên quan đến việc tìm vectơ ngắn nhất hoặc gần nhất trong mạng nhiều chiều. Chúng được coi là khó giải quyết ngay cả đối với máy tính lượng tử. Các ví dụ bao gồm vấn đề Học có lỗi (LWE) và các biến thể của nó.

Mật mã dựa trên mã: Bắt nguồn từ các mã sửa lỗi, các thuật toán này dựa trên độ cứng của việc giải mã một mã tuyến tính tổng quát. Chúng đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ và được biết đến với khả năng chống lại các cuộc tấn công lượng tử.

Mật mã đa thức đa biến: Các thuật toán này liên quan đến việc giải các hệ đa thức đa biến, đây là một bài toán khó đã được biết đến. Chúng hấp dẫn nhờ tính hiệu quả và kích thước nhỏ của các phím.

Mật mã dựa trên hàm băm: Điều này liên quan đến việc tạo chữ ký số bằng cách sử dụng hàm băm. Tính bảo mật của các thuật toán này bắt nguồn từ khả năng chống lại các cuộc tấn công va chạm, tiền ảnh và tiền ảnh thứ hai của hàm băm.

Sự liên quan đến bảo mật Blockchain

Tích hợp với cơ sở hạ tầng Blockchain hiện có: Các thuật toán PQC được chọn cần phải tương thích với các hệ thống blockchain hiện có, đòi hỏi phải xem xét cẩn thận việc tích hợp và triển khai chúng.

Đảm bảo khả năng tồn tại lâu dài của mạng Blockchain: Khi công nghệ blockchain tiếp tục phát triển và được áp dụng rộng rãi, việc tích hợp PQC sẽ rất quan trọng trong việc đảm bảo khả năng phục hồi của nó trước các mối đe dọa lượng tử.

Cân bằng hiệu suất và bảo mật: Do những hạn chế về tài nguyên của nhiều mạng blockchain, thuật toán PQC được chọn phải đạt được sự cân bằng giữa hiệu quả tính toán và bảo mật mạnh mẽ.

PQC là một kỹ thuật chủ động để bảo vệ hệ thống mật mã khỏi các mối đe dọa điện toán lượng tử. Sự tham gia của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) trong việc tiêu chuẩn hóa các thuật toán PQC là rất quan trọng đối với tính bảo mật trong tương lai của nhiều công nghệ, bao gồm cả blockchain. Việc áp dụng các thuật toán này sẽ rất quan trọng đối với tính bảo mật lâu dài và khả năng tồn tại của mạng blockchain trong tương lai hậu lượng tử.

Triển khai PQC trong Blockchain: Chiến lược và thách thức

Với sự xuất hiện của điện toán lượng tử đang đến gần, việc đưa PQC vào blockchain là rất quan trọng để đảm bảo tính bảo mật lâu dài của nó. Điều này rất quan trọng vì công nghệ blockchain đang ngày càng được sử dụng cho nhiều ứng dụng, bao gồm các giao dịch tài chính và quản lý danh tính. Mô hình tin cậy của blockchain dựa trên tính bảo mật bằng mật mã của nó. PQC rất quan trọng để duy trì sự tin cậy bằng cách đảm bảo rằng các giao dịch và dữ liệu được an toàn trước các mối đe dọa lượng tử.

Những thách thức chính trong việc thực hiện PQC

• Lựa chọn và tiêu chuẩn hóa thuật toán: Chọn các thuật toán PQC phù hợp vừa an toàn trước các cuộc tấn công lượng tử vừa đủ hiệu quả cho các ứng dụng blockchain.
• Tích hợp với các hệ thống hiện có: Việc cập nhật các hệ thống blockchain hiện có bằng thuật toán PQC mới mà không làm gián đoạn hoạt động của chúng là một thách thức kỹ thuật đáng kể.
• Cân nhắc về hiệu suất: Nói chung, thuật toán PQC yêu cầu nhiều tài nguyên tính toán hơn. Đảm bảo rằng chúng không làm giảm đáng kể hiệu suất của các hệ thống blockchain là rất quan trọng.
• Quản lý và lưu trữ khóa: Việc chuyển đổi sang PQC có thể liên quan đến những thay đổi trong thực tiễn lưu trữ và quản lý khóa, vì thuật toán PQC thường có các yêu cầu về cấu trúc và kích thước khóa khác nhau.

Các giải pháp tiềm năng

• Triển khai theo từng giai đoạn: Dần dần giới thiệu PQC, cho phép thử nghiệm và tối ưu hóa trước khi triển khai đầy đủ.
• Hệ thống mật mã lai: Việc kết hợp các phương pháp mã hóa hiện tại với thuật toán PQC có thể mang lại sự cân bằng giữa bảo mật và hiệu suất trong giai đoạn chuyển tiếp.
• Cộng tác với Cộng đồng Mật mã: Hợp tác chặt chẽ với các chuyên gia về mật mã để luôn cập nhật những phát triển PQC mới nhất và các phương pháp hay nhất.

Cách tiếp cận theo lớp để tích hợp PQC trong Blockchain

Lớp phần cứng

Để giải quyết nhu cầu tính toán của thuật toán PQC, các nút trong mạng blockchain có thể yêu cầu nâng cấp phần cứng. Điều này bao gồm CPU nhanh hơn và dung lượng bộ nhớ lớn hơn. Để hỗ trợ các thuật toán PQC, phần cứng mật mã chuyên dụng, chẳng hạn như Mô-đun bảo mật phần cứng (HSM), có thể cần được sửa đổi hoặc thay thế để đảm bảo việc tạo, lưu trữ và quản lý khóa an toàn.

Lớp dữ liệu

Việc chuyển đổi sang PQC cho dữ liệu được lưu trữ trên blockchain đòi hỏi phải áp dụng các kỹ thuật mã hóa kháng lượng tử. Điều này có thể ngụ ý tải trọng được mã hóa lớn hơn và kết quả là thay đổi quy trình xử lý và lưu trữ dữ liệu. Mặc dù các hàm băm nhìn chung có khả năng kháng lượng tử cao hơn nhưng việc đánh giá tính bảo mật của chúng trước các cuộc tấn công lượng tử là rất quan trọng. Mọi cập nhật cần thiết sẽ liên quan đến việc đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu của blockchain không bị nguy hiểm.

Lớp mạng

PQC không chỉ phải bảo mật dữ liệu giao dịch mà còn phải bảo mật các kết nối liên lạc giữa các nút. Điều này bao gồm mã hóa dữ liệu trong quá trình truyền và xác thực yêu cầu mạng, có thể cần phải phát triển các giao thức mới hoặc nâng cấp lên các giao thức hiện tại.

Lớp đồng thuận

Để kích hoạt PQC, các phương thức đồng thuận blockchain (chẳng hạn như Proof of Work hoặc Proof of Stake) có thể cần phải được sửa đổi. Những thay đổi trong cách các khối được xác thực và thêm vào blockchain có thể được triển khai để đảm bảo rằng quy trình đồng thuận vẫn không bị giả mạo khi đối mặt với các mối đe dọa lượng tử.

Lớp khuyến khích

Việc sử dụng PQC có thể làm thay đổi động lực tính toán của việc tham gia mạng blockchain. Để điều chỉnh các ưu đãi phù hợp với các giao thức bảo mật mới, cấu trúc phần thưởng dành cho người khai thác hoặc người xác nhận có thể cần phải được đánh giá lại.

Lớp hợp đồng

Hợp đồng thông minh, thường là nền tảng cho hoạt động của blockchain, phải được kiểm tra tính bảo mật bằng mật mã trong thế giới hậu lượng tử. Để sử dụng thuật toán PQC, các nhà phát triển có thể cần xây dựng các hợp đồng mới hoặc thay đổi các hợp đồng hiện có, đảm bảo việc thực thi chúng vẫn an toàn trước các cuộc tấn công lượng tử.

Lớp ứng dụng

Để hỗ trợ các tiêu chuẩn mật mã trong tương lai, các ứng dụng và giao diện của người dùng cuối, chẳng hạn như ví và nền tảng trao đổi, sẽ cần phải được cập nhật. Điều này bao gồm việc đảm bảo rằng các API có khả năng xử lý các định dạng khóa và công nghệ mã hóa mới, đồng thời xây dựng giao diện người dùng để dễ dàng hướng dẫn người dùng thực hiện bất kỳ quy trình bảo mật mới nào.

Nghiên cứu điển hình và ứng dụng trong thế giới thực

Sổ cái kháng lượng tử (QRL)

Sổ cái kháng lượng tử (QRL) là một dự án thời gian thực đáng chú ý kết hợp mật mã hậu lượng tử vào công nghệ blockchain. QRL là một công nghệ blockchain được phát triển đặc biệt để chống lại các cuộc tấn công điện toán lượng tử. Dự án này đáng chú ý vì sử dụng các phương pháp tính toán hậu lượng tử để đạt được mức độ bảo mật tuyệt đối, như đã được xác minh bằng các cuộc kiểm tra red4sec và x41 D-sec.

Nguồn: https://www.theqrl.org/

Các tính năng chính của Dự án QRL:

• Hỗ trợ đa nền tảng: QRL hỗ trợ nhiều nền tảng tương tác người dùng, bao gồm các ứng dụng máy tính để bàn cho Windows, Mac và Linux, ứng dụng di động cho iOS và Android cũng như giao diện web.
• Hỗ trợ ví phần cứng: Dự án hỗ trợ các ví phần cứng như Ledger Nano S, giúp cải thiện tính bảo mật của tài sản kỹ thuật số.
• Hỗ trợ và công chứng tin nhắn trên chuỗi: QRL cung cấp hỗ trợ và công chứng tin nhắn trên chuỗi, bổ sung thêm các lớp chức năng cho chuỗi khối.
• Tích hợp Keybase ID: Chức năng này cải thiện khả năng nhận dạng và bảo mật người dùng trong hệ sinh thái.
• API mạnh mẽ: QRL cung cấp nhiều loại API, bao gồm API QRL, API Explorer, API Wallet và các công cụ dòng lệnh, khiến nó có khả năng tùy chỉnh rất cao cho các nhà phát triển và nhà tích hợp.

QRL dự định triển khai các hợp đồng thông minh và phương pháp đồng thuận bằng chứng cổ phần, cả hai đều đang được phát triển. Việc thành lập một trung tâm nhà phát triển dự kiến sẽ thúc đẩy đáng kể kết quả phát triển của dự án. Nghiên cứu này chứng minh cách công nghệ chuỗi khối có thể mở rộng để bao gồm các đặc tính kháng lượng tử, đảm bảo an ninh và tuổi thọ khi khả năng máy tính lượng tử ngày càng tăng. Dự án QRL đang thể hiện mình là một giải pháp blockchain giàu tính năng, có tính tương lai, nêu bật tầm quan trọng của việc dự đoán và phản ứng với những thách thức và khả năng kỹ thuật ngày càng tăng trong lĩnh vực blockchain.

Sáng kiến và hợp tác toàn cầu

Nhóm làm việc về bảo mật an toàn lượng tử (QSWG): Nhóm làm việc này được thành lập bởi các doanh nghiệp công nghệ và viện nghiên cứu hàng đầu để đưa ra các tiêu chuẩn và phương pháp thực hành tốt nhất cho mật mã an toàn lượng tử. QSWG hoạt động trên toàn cầu để giải quyết những khó khăn liên quan đến việc chuyển sang kỹ thuật mã hóa kháng lượng tử.

Flagship lượng tử châu Âu: Flagship lượng tử châu Âu là một liên minh gồm các nhóm học thuật, công nghiệp và chính phủ cống hiến cho sự tiến bộ của công nghệ lượng tử, đặc biệt là các giải pháp mật mã an toàn lượng tử. Họ đang nghiên cứu cách tích hợp các công nghệ khác nhau, đặc biệt là hệ thống blockchain, vào cơ sở hạ tầng hiện tại.

Sự thích ứng và đổi mới của doanh nghiệp

Chuỗi khối an toàn lượng tử của IBM: IBM đang tạo ra các giải pháp mã hóa an toàn lượng tử cho các nền tảng chuỗi khối của mình với tư cách là công ty tiên phong trong nghiên cứu điện toán lượng tử. Nghiên cứu của họ tập trung vào việc phát triển các thuật toán có thể chống lại các cuộc tấn công lượng tử trong khi vẫn hoạt động hiệu quả và tương thích với các hệ thống hiện có.

Nghiên cứu về điện toán lượng tử của Google: Google đang tích cực khám phá điện toán lượng tử và ý nghĩa của nó đối với mật mã. Để bảo vệ khỏi các mối đe dọa lượng tử trong tương lai, họ đang nghiên cứu các giao thức mã hóa mới có thể được tích hợp vào công nghệ chuỗi khối.

Những tiến bộ và đột phá về công nghệ

Phát triển thuật toán kháng lượng tử: Các nhà nghiên cứu từ nhiều tổ chức khác nhau đang nghiên cứu các thuật toán kháng lượng tử phức tạp như mật mã dựa trên mạng, được cho là có hiệu quả chống lại các cuộc tấn công máy tính lượng tử. Các thuật toán này đang được đánh giá để có thể đưa vào mạng blockchain.

Nghiên cứu trường hợp cụ thể theo ngành

Thích ứng với chuỗi khối chăm sóc sức khỏe: Các tổ chức chăm sóc sức khỏe đang sử dụng chuỗi khối để quản lý dữ liệu bệnh nhân an toàn đang bắt đầu thử nghiệm các giải pháp PQC. Các tổ chức này đặc biệt quan tâm đến việc bảo vệ dữ liệu sức khỏe nhạy cảm khỏi các mối đe dọa điện toán lượng tử trong tương lai.

Dịch vụ Chính phủ và Bảo mật Blockchain: Nhiều cơ quan chính phủ khác nhau trên khắp thế giới đang thử nghiệm các dự án blockchain cho các dịch vụ công cộng, với mục tiêu kết hợp PQC để đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật dữ liệu lâu dài.

Phần kết luận

Khi chúng ta tiến đến buổi bình minh của một kỷ nguyên công nghệ mới được báo trước bởi sự xuất hiện của điện toán lượng tử, việc kết hợp Mật mã hậu lượng tử (PQC) vào công nghệ blockchain nổi lên như một nỗ lực quan trọng. Bài luận này đã đề cập đến nền tảng mật mã của blockchain, mối đe dọa sắp xảy ra của điện toán lượng tử và vai trò quan trọng của PQC trong việc củng cố blockchain trước những vấn đề này trong tương lai.

Việc khám phá nhiều phương pháp mã hóa hiện được sử dụng trong blockchain, từ mật mã khóa đối xứng và bất đối xứng đến hàm băm, đã thiết lập khuôn khổ để hiểu được mối nguy hiểm lượng tử. Khả năng điện toán lượng tử phá vỡ các giao thức mã hóa tiêu chuẩn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc chuyển sang các thuật toán kháng lượng tử. Cuộc điều tra PQC là một tia hy vọng, mở ra con đường bảo mật công nghệ blockchain trong thế giới hậu lượng tử.

Các ứng dụng và nghiên cứu điển hình trong thế giới thực, trải dài từ các sáng kiến toàn cầu đến đột phá trong kinh doanh, thể hiện nỗ lực phối hợp để áp dụng PQC giữa các lĩnh vực. Những ví dụ này không chỉ cho thấy ứng dụng thực tế của các nguyên tắc học thuật mà còn nhấn mạnh những khó khăn và đường cong học tập liên quan đến quá trình chuyển đổi này. Quá trình chuyển đổi sang blockchain kháng lượng tử đang thu hút sự chú ý trong các ngành công nghiệp từ chăm sóc sức khỏe đến dịch vụ chính phủ.