Liệu bài toán lượng tử của Ethereum có thể giải quyết được với chi phí chưa đến 10 xu?

Ethereum Theo một đề xuất được Nicolas Consigny công bố vào ngày 14 tháng 6 năm 2026, việc bảo vệ lượng tử có thể chỉ tốn khoảng 0.07 đô la cho mỗi tài khoản, chi phí bảo vệ lượng tử có thể chỉ là 0,07 đô la cho mỗi tài khoản. Ethereum Trưởng dự án Kohaku của Foundation cho biết phương pháp này điều chỉnh SPHINCS+, một tiêu chuẩn chữ ký hậu lượng tử được Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) phê duyệt, thành một biến thể gọn nhẹ hơn gọi là SPHINCS- (đọc là: "SPHINCS trừ") chạy nguyên bản trên Ethereum mà không cần hard fork hay bất kỳ thay đổi nào ở cấp độ giao thức.

Một ngã ba cứng là gì? Hard fork là khi một mạng blockchain thực hiện thay đổi quy tắc lớn, yêu cầu mọi người dùng, ví và sàn giao dịch phải nâng cấp cùng một lúc. Quá trình này chậm, tốn kém trong việc phối hợp và gây tranh cãi về mặt chính trị. SPHINCS- tránh được tất cả những điều đó.

SPHINCS là gì và tại sao nó lại quan trọng?

Các tài khoản Ethereum hiện nay dựa trên một thứ gọi là ECDSA, viết tắt của Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (Thuật toán chữ ký số đường cong Elliptic). Hãy coi nó như một khóa kỹ thuật số chứng minh bạn sở hữu ví của mình và đã ủy quyền cho một giao dịch. Mỗi khi bạn gửi ETH hoặc tương tác với hợp đồng thông minh, ECDSA sẽ xác nhận rằng lệnh đó đến từ bạn chứ không phải từ người khác.

Khóa đó rất mạnh so với các máy tính hiện nay. Nhưng máy tính lượng tử hoạt động khác. Một máy tính lượng tử đủ mạnh có thể hoạt động ngược từ khóa công khai của bạn, địa chỉ hiển thị cho mọi người trên chuỗi khối, và tìm ra khóa riêng tư của bạn, vốn được cho là bí mật. Một khi ai đó có được khóa riêng tư của bạn, họ sẽ kiểm soát tiền của bạn. Kỹ thuật giúp điều này trở nên khả thi được gọi là thuật toán Shor, một lối tắt toán học mà máy tính lượng tử có thể chạy nhưng máy tính thông thường thì không.

Đề xuất SPHINCS- nhắm trực tiếp vào vấn đề đó. Thay vì chờ toàn bộ mạng Ethereum nâng cấp, nó cho phép người dùng cá nhân thêm khả năng bảo vệ chống lượng tử vào tài khoản của họ ngay lập tức, thông qua hợp đồng thông minh, mà không cần bỏ phiếu hoặc phối hợp trên toàn mạng.

Đây là những yếu tố khiến con số chi phí trở nên thực tế:

• Một phiên bản hoạt động của SPHINCS - được xây dựng bằng Solidity (ngôn ngữ lập trình của Ethereum) - có thể kiểm tra chữ ký an toàn lượng tử trên chuỗi bằng cách sử dụng khoảng thời gian tương tự. 150,000 khí Gas là đơn vị phí mà Ethereum sử dụng để đo lường lượng công việc tính toán mà một giao dịch yêu cầu.
• Với giá xăng hiện tại, 150,000 lít xăng tương đương với khoảng... $ 0.07 mỗi séc.
• Hệ thống này sử dụng các tính năng tích hợp sẵn của Ethereum. Hàm băm KECCAK256 — cùng một tiêu chuẩn mà Ethereum đã sử dụng nội bộ — chứ không phải một tiêu chuẩn bên ngoài. Điều này có nghĩa là không cần thêm bất kỳ tính năng đặc biệt nào vào Ethereum. cốt lõi Cần có mã.
• Phương pháp toán học đằng sau trình xác thực đã được kiểm tra chính thức bằng cách sử dụng Lean 4 với Verity, một công cụ phần mềm chứng minh mã nguồn là chính xác về mặt toán học, tương tự như việc có một kiểm toán viên xác minh từng dòng logic trước khi đưa vào sử dụng.

Tiêu chuẩn SPHINCS+ ban đầu, hiện được gọi chính thức là SLH-DSA theo tiêu chuẩn FIPS 205 của NIST, được xây dựng để xử lý tối đa 2^64 chữ ký trên mỗi khóa. Đó là một con số khổng lồ: 18 triệu tỷ. Một ví blockchain không hề cần đến số lượng chữ ký nhiều đến vậy. 

Theo dữ liệu của Dune Analytics được trích dẫn trong bài báo, ngay cả những người dùng Ethereum hoạt động tích cực nhất cũng chỉ thực hiện khoảng 431 giao dịch mỗi năm sau khi Hợp nhất. SPHINCS được thiết kế đặc biệt cho phạm vi thực tế đó, giới hạn ngân sách chữ ký ở mức từ 2^14 (16,384) đến 2^20 (khoảng một triệu) — quá đủ cho bất kỳ ví nào, và do đó việc xác minh trên chuỗi cũng rẻ hơn nhiều.

Mật mã hậu lượng tử hoạt động như thế nào?

Mật mã hậu lượng tử nghĩa là xây dựng các hệ thống bảo mật mà máy tính lượng tử không thể phá vỡ. Hầu hết các phương pháp mã hóa hiện nay, bao gồm cả phương pháp bảo vệ ví Ethereum của bạn, đều dựa trên các bài toán toán học rất khó giải đối với máy tính thông thường nhưng máy tính lượng tử có thể giải mã bằng các thuật toán như thuật toán Shor.

SPHINCS+ xây dựng tính bảo mật của mình bằng cách xếp chồng ba thành phần lên nhau:

• Chuỗi băm — Hãy tưởng tượng một dãy các hộp khóa, mỗi hộp chỉ có thể được mở bằng chìa khóa bên trong hộp trước đó. Việc tìm ra chìa khóa đúng chứng tỏ bạn đã bắt đầu từ đầu chuỗi, mà không cần tiết lộ tất cả mọi thứ khác.
• Merkle cây — một cấu trúc cho phép bạn nhóm hàng ngàn khóa riêng lẻ thành một dấu vân tay ngắn duy nhất. Bạn có thể chứng minh bất kỳ khóa nào thuộc về nhóm đó mà không tiết lộ các khóa khác.
• FORS (Rừng các tập con ngẫu nhiên) — một phương pháp ký điện tử cho phép một chìa khóa duy nhất xử lý một số lượng chữ ký giới hạn trước khi cần được thay thế. Hãy tưởng tượng nó như một chiếc chìa khóa chỉ có thể mở cửa một số lần nhất định.

Ba thành phần này được xếp chồng lên nhau thành cái mà bài báo gọi là siêu cây, về cơ bản là một cây được tạo thành từ các cây nhỏ hơn. Khi bạn ký một giao dịch, hệ thống sẽ chọn một nhánh cụ thể của cây đó để sử dụng, dựa trên hàm băm của thông điệp của bạn. Người kiểm tra chữ ký của bạn sau đó sẽ leo ngược lên nhánh đó, xác minh từng bước bằng các phép tính băm. Mỗi phép tính đó đều tốn phí gas trên Ethereum, vì vậy mục tiêu kỹ thuật của SPHINCS- là giảm số bước mà người kiểm tra phải thực hiện.

Sau quá trình thử nghiệm rộng rãi, nhóm của Consigny đã tìm ra các thiết lập giúp giảm chi phí xác thực mà vẫn đảm bảo tính bảo mật cao. Nói một cách đơn giản:

• Sử dụng Đầu ra băm 16 byte (được gọi là n=16) giúp giữ cho chữ ký nhỏ gọn trong khi vẫn đảm bảo tính bảo mật 128 bit — mức tối thiểu được chấp nhận cho mật mã mạnh.
• Xếp chồng lên nhau hai tầng cây (d=2) thay vì bảy tiêu chuẩn có nghĩa là trình kiểm tra thực hiện ít công việc hơn nhiều trên chuỗi.
• Đặt độ dài chuỗi thành 8 bước (w=8) có nghĩa là mỗi lần kiểm tra riêng lẻ đều ngắn và nhanh, ngay cả khi có nhiều lần kiểm tra hơn. Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng phương pháp "ngắn và nhiều" hiệu quả hơn phương pháp "dài và ít" khi mô phỏng cách Ethereum thực sự tính phí cho việc tính toán.
• Hai thủ thuật nén được gọi là WOTS+C và FORS+C Chuyển bớt công việc cho người tạo chữ ký — ví của bạn, chạy trên thiết bị của bạn — để trình kiểm tra trên chuỗi khối thực hiện ít công việc hơn. Người ký sẽ phải xử lý nhiều hơn ở giai đoạn đầu; mạng lưới sẽ thực hiện ít tính toán hơn ở giai đoạn sau.

Liệu mối đe dọa lượng tử đối với Ethereum có phải là có thật hiện nay?

Hiện nay chưa có máy tính lượng tử nào có thể phá vỡ thuật toán mã hóa bảo vệ ví Ethereum. Nhưng tốc độ tiến bộ là có thật và có thể đo lường được.

Vào ngày 24 tháng 4 năm 2026, công ty khởi nghiệp hậu lượng tử Project Eleven đã trao giải thưởng Q-Day Prize — một giải thưởng dành cho một người duy nhất. giá BTC, Dự án Eleven đã treo thưởng cho nhà nghiên cứu Giancarlo Lelli vì đã phá vỡ khóa đường cong elip 15 bit trên một máy tính lượng tử công khai. Dự án Eleven gọi đây là cuộc trình diễn công khai lớn nhất từ ​​trước đến nay về loại tấn công có thể đe dọa đến an ninh mạng trong tương lai. giá BTC,Ethereum, và hơn 2.5 nghìn tỷ đô la tài sản được bảo mật bằng mật mã đường cong elip. 

Khóa thật của Bitcoin dài 256 bit, lớn hơn nhiều so với 15 bit, vì vậy đây không phải là mối nguy hiểm tức thời. Nhưng CEO của Project Eleven, Alex Pruden, lưu ý rằng yêu cầu về tài nguyên cho loại tấn công này đang giảm dần, và Lelli chỉ sử dụng phần cứng có thể truy cập qua đám mây, không cần phòng thí nghiệm quốc gia hay chip chuyên dụng nào.

Càng lớn ở gầnMột mối lo ngại trong ngắn hạn là chiến lược được gọi là "thu hoạch trước, giải mã sau". Cách thức hoạt động như sau: một kẻ tấn công có nguồn lực dồi dào — ví dụ như một cơ quan chính phủ — có thể âm thầm sao chép và lưu trữ các giao dịch blockchain được mã hóa ngay hôm nay. Họ chưa thể đọc được chúng. Nhưng một khi máy tính lượng tử đủ mạnh xuất hiện, họ có thể quay lại và giải mã mọi thứ họ đã lưu trữ. Đối với hầu hết dữ liệu được mã hóa, điều này sẽ rất đáng lo ngại. 

Đối với dữ liệu blockchain công khai, rủi ro lại khác: dữ liệu giao dịch đã hiển thị cho mọi người, nhưng khóa riêng tư đằng sau ví thì không. Máy tính lượng tử cuối cùng có thể hoạt động ngược từ những gì đã công khai để tiết lộ những gì là riêng tư, rút ​​sạch tiền từ các ví cũ nhiều năm sau khi các giao dịch ban đầu diễn ra.

Về phía Bitcoin, Glassnode đã công bố một phân tích vào ngày 20 tháng 5 năm 2026, phân loại 1.92 triệu BTC, khoảng 9.6% tổng nguồn cung, là không an toàn về mặt cấu trúc trước một cuộc tấn công lượng tử trong tương lai. Thêm 4.12 triệu BTC, tương đương 20.6% nguồn cung, được đánh dấu là không an toàn về mặt vận hành do cách người dùng quản lý khóa và địa chỉ của họ. Ethereum sử dụng cùng một hệ thống mã hóa cơ bản, vì vậy nó cũng đối mặt với cùng loại rủi ro.

Một giải pháp lượng tử trị giá 0.07 đô la sẽ thực sự tốn bao nhiêu chi phí nếu được triển khai trên quy mô lớn?

Bảy xu mỗi tài khoản là không đáng kể đối với người dùng cá nhân. Đối với một giao thức DeFi quản lý hàng chục nghìn địa chỉ người dùng, tổng chi phí sẽ chỉ khoảng vài nghìn đô la là cùng. Còn đối với các đơn vị lưu ký, sàn giao dịch và những người nắm giữ số tiền lớn trong ví trị giá hàng triệu đô la, việc trả một khoản phí nhỏ để có được khả năng sẵn sàng cho điện toán lượng tử là một quyết định dễ dàng.

Thiết kế này cũng tránh được nút thắt cổ chai về quản trị thường làm chậm quá trình nâng cấp Ethereum. Bởi vì SPHINCS hoạt động ở cấp độ tài khoản cá nhân — chứ không phải cấp độ giao thức — bất kỳ ví nào cũng có thể chọn thêm nó như một tính năng tùy chọn. Không cần bỏ phiếu toàn mạng, không cần chờ đợi các bên liên quan khác, không cần hard fork.

Tuy nhiên, đây vẫn chỉ là một đề xuất nghiên cứu, chứ chưa phải là sản phẩm hoàn chỉnh. Một cuộc đánh giá an ninh ban đầu với công ty kiểm toán Fable đã được hoàn tất, nhưng các cuộc kiểm toán chính thức độc lập vẫn cần được thực hiện trước khi các nhà phát triển coi nó là an toàn để phát hành trong một ví điện tử lớn.

Hiện tại cũng chưa có Đề xuất Cải tiến Ethereum (EIP) chính thức nào được soạn thảo. EIP là tài liệu chính thức khởi động quá trình xem xét của cộng đồng đối với bất kỳ thay đổi nào trong hệ sinh thái Ethereum; nếu không có EIP, mọi thứ sẽ không tiến đến giai đoạn sản xuất. Việc tích hợp vào các ví điện tử phổ biến như MetaMask hoặc Ledger có thể sẽ mất thêm vài tháng nữa sau khi quá trình này bắt đầu.

Tiếp theo SPHINCS là gì?

Consigny mô tả SPHINCS- một cách rõ ràng như một bước đệm, chứ không phải là câu trả lời cuối cùng. Mục tiêu dài hạn hơn là một biến thể được gọi là leanSPHINCSĐược thiết kế để hoạt động bên trong hệ thống bằng chứng không tiết lộ thông tin thế hệ tiếp theo của Ethereum.

Bằng chứng không tiết lộ thông tin (ZK Bằng chứng (proof) là một cách để chứng minh điều gì đó là đúng mà không tiết lộ dữ liệu cơ bản. Chúng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong Ethereum để giúp các giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn bằng cách cho phép một bằng chứng duy nhất bao quát hàng nghìn thao tác cùng một lúc. 

Để một lược đồ chữ ký hoạt động bên trong hệ thống chứng minh ZK, toán học nội bộ của nó cần phải tương thích với mạch ZK, cấu trúc tính toán cơ bản của các chứng minh ZK. KECCAK256, hàm băm mà SPHINCS- sử dụng, không thân thiện với ZK một cách tự nhiên, điều đó có nghĩa là việc đưa nó vào bên trong một chứng minh ZK sẽ tốn kém.

Một bản dự thảo EIP có tên "Loại khung cho chữ ký PQ và tổng hợp STARK" mô tả một mô hình tương lai trong đó chữ ký hậu lượng tử không cần phải được kiểm tra riêng lẻ bởi từng nút trên mạng. Thay vào đó, nhiều chữ ký sẽ được gộp lại ngoài chuỗi thành một bằng chứng nhỏ gọn duy nhất gọi là STARK, và chỉ bằng chứng đó được kiểm tra trên chuỗi. Theo mô hình này, việc xác minh leanSPHINCS sẽ giảm từ 150,000 gas xuống còn khoảng... 3,000 khí — vì chi phí kiểm tra được chia sẻ cho nhiều giao dịch thay vì tính lặp lại cho từng giao dịch.

Nhược điểm là các chữ ký dựa trên KECCAK như SPHINCS- sẽ cần thêm một bước xử lý trên thiết bị của người dùng trước khi được đóng gói vào bằng chứng. Một dự án bổ trợ có tên JARDIN, dự kiến ​​sẽ được công bố sớm, giải quyết vấn đề này cụ thể cho ví phần cứng, nhắm đến thời gian ký là 3 giây trên phần cứng chip bảo mật tiêu chuẩn.

Kết luận

Đề xuất SPHINCS cho thấy việc bảo vệ tài khoản hậu lượng tử trên Ethereum là một vấn đề có thể giải quyết được với chi phí thực tế bằng cách sử dụng các công cụ hiện có. Một trình xác minh trên chuỗi với 150,000 gas, không cần hard fork và bằng chứng toán học chính thức về tính đúng đắn là những cột mốc cụ thể. Con số 0.07 đô la đến từ một triển khai Solidity hoạt động được kiểm thử với giá gas thực tế - chứ không phải là một ước tính lý thuyết. Điều còn lại là con đường từ nghiên cứu đến sản xuất: kiểm toán, EIP và tích hợp ví. Mối đe dọa lượng tử vẫn còn nhiều năm nữa mới trở nên nghiêm trọng, nhưng chi phí để đi trước nó giờ đây khó có thể phản bác.

Trung Tâm Tài Liệu

Trung Tâm Tài Liệu

1. Nghiên cứu điện tử – SPHINCS-: Chữ ký hậu lượng tử được tối ưu hóa bằng EVM, bởi Nicolas Consigny, tháng 6 năm 2026
2. NIST CSRC – FIPS 205: Tiêu chuẩn chữ ký số dựa trên hàm băm không trạng thái (SLH-DSA / SPHINCS+)
3. NIST – NIST công bố 3 tiêu chuẩn mã hóa hậu lượng tử đầu tiên đã hoàn thiện
4. Blog Dự án Mười Một – Dự án Eleven trao giải thưởng Q-Day trị giá 1 BTC cho cuộc tấn công lượng tử lớn nhất vào mật mã đường cong Elliptic cho đến nay.
5. CoinDesk – Nhà nghiên cứu giành được phần thưởng 1 Bitcoin cho cuộc tấn công lượng tử lớn nhất vào công nghệ nền tảng.
6. tiền điện tử.news – Glassnode: Rủi ro lượng tử Bitcoin bao phủ 1.92 triệu BTC
7. Nhà ảo thuật – Các nhà nghiên cứu Ethereum đề xuất SPHINCS - lược đồ chữ ký điện tử cho ví hậu lượng tử
8. CryptoPhiêu lưu – Nhà nghiên cứu Ethereum cho biết việc bảo vệ tài khoản sau thời kỳ lượng tử có thể bắt đầu từ 0.07 đô la.