Google vừa đưa ra cảnh báo đáng lo ngại: máy tính lượng tử có thể phá vỡ hầu hết các hệ thống mã hóa hiện tại vào năm 2029. Điều này có nghĩa là mã hóa bảo vệ thông tin cá nhân, giao dịch ngân hàng, và thậm chí cả Bitcoin có thể bị bẻ khóa trong vài phút.
Trong một bài đăng blog, Google thông báo đã điều chỉnh mốc thời gian cho cái gọi là "Q-Day" - ngày lý thuyết khi máy tính lượng tử sẽ có khả năng phá vỡ mọi hệ thống bảo mật mã hóa, tạo ra một dạng tận thế về tấn công mạng và đánh cắp danh tính. Và mốc thời gian mới là 2029 - chỉ còn khoảng ba năm nữa.
Công ty thuộc sở hữu của Alphabet cho biết: "Hệ thống mã hóa hiện được sử dụng để giữ thông tin của bạn bí mật và an toàn có thể dễ dàng bị phá vỡ bởi một máy tính lượng tử quy mô lớn trong những năm tới."
Việc Google dời mốc thời gian lên 2029 là một sự leo thang khá kịch tính. Trước đây, mốc thời gian được chấp nhận không phải là một ngày cụ thể trong tương lai, mà là một khái niệm mơ hồ, giống như "ngày" trong tương lai khi có nguồn năng lượng dồi dào từ phản ứng nhiệt hạch. Giờ đây nó trở thành hiện thực cận kề.
Điều gì đã thay đổi? Theo báo cáo của Google năm ngoái, một máy tính lượng tử với 1 triệu "noisy qubits" (qubit ồn) có thể phân tích mã RSA 2048-bit trong vòng chưa đầy một tuần. Đây là bước nhảy vọt đáng kinh ngạc so với ước tính trước đó.
Thuật ngữ "noisy" (ồn) ở đây rất quan trọng. Máy tính lượng tử hiện tại về cơ bản vẫn là những chiếc máy tính lượng tử sơ khai. Chúng có "qubit" thực sự, và những qubit này thực sự có thể bước vào "trạng thái chồng chập" và trải qua "hiện tượng vướng víu lượng tử." Nhưng chúng quá dễ mắc lỗi để trở thành một cuộc cách mạng trong tính toán hay một mối đe dọa thực sự. Các qubit quá "ồn" - đó là lý do chúng được gọi là máy tính lượng tử NISQ (Noisy Intermediate Scale Quantum).
Năm 2012, hầu hết các ước tính cho rằng để phá khóa RSA 2048-bit cần một máy tính lượng tử với một tỷ qubit vật lý chính xác. Một triệu noisy qubits rõ ràng là một khả năng khả thi hơn nhiều so với một tỷ qubit chính xác - đó là lý do cho sự lo ngại của Google.
Mối đe dọa với Bitcoin còn nghiêm trọng hơn. Nghiên cứu của Google cho thấy máy tính lượng tử có thể bẻ khóa riêng tư của Bitcoin chỉ trong 9 phút - ngắn hơn 1 phút so với thời gian khối trung bình 10 phút của Bitcoin. Điều này có nghĩa là các cuộc tấn công vào mempool (bể giao dịch chờ xử lý) giờ đây trở thành mối đe dọa thực sự, thúc giục việc chuyển đổi ngay lập tức sang hệ thống mã hóa hậu lượng tử.
Google nói: "Chúng tôi đã điều chỉnh mô hình đe dọa của mình để ưu tiên việc chuyển đổi sang mã hóa hậu lượng tử cho các dịch vụ xác thực - một thành phần quan trọng của bảo mật trực tuyến và chữ ký số. Chúng tôi khuyến nghị các đội kỹ thuật khác làm theo."
Leonie Mueck, cựu giám đốc sản phẩm của Riverlane - một startup lượng tử có trụ sở tại Cambridge - cho biết tuyên bố của Google không nhất thiết có nghĩa là chắc chắn sẽ có một máy tính lượng tử hoạt động có khả năng phá vỡ mã hóa vào năm 2029.
Trên thực tế, hầu hết các mốc thời gian cho một máy tính lượng tử có khả năng phá mã - tức là đủ mạnh để phá vỡ hệ thống mã hóa - dao động từ những năm 2030 đến 2050. Nhưng Mueck nói triển vọng đủ gần để các chính phủ đã chuẩn bị cho khả năng dữ liệu được lưu trữ theo tiêu chuẩn mã hóa hiện tại sẽ bị lộ khi công nghệ phát triển đủ mạnh.
"Về cơ bản, chúng tôi đang thấy trong cộng đồng tình báo rằng có lẽ hơn một thập kỷ nay họ đã suy nghĩ về mối đe dọa này," Mueck nói.
Năm ngoái, cơ quan an ninh mạng của Anh - Trung tâm An ninh mạng Quốc gia - đã kêu gọi các tổ chức bảo vệ hệ thống của họ chống lại tin tặc lượng tử trước năm 2035.
Mốc thời gian của Google cho thấy các đội kỹ thuật trong toàn ngành công nghệ nên xem xét các biện pháp bảo vệ dữ liệu nhạy cảm bằng cách chuyển sang hệ thống mã hóa tiên tiến hơn ngay bây giờ. Một số loại tấn công dựa trên khả năng giải mã lượng tử trong tương lai - "lưu trữ bây giờ, giải mã sau" - có thể hiện đang được triển khai trên diện rộng.
Mueck giải thích: "Tài liệu an ninh quốc gia từ năm 1920 không liên quan đến ngày nay. Nhưng tài liệu từ 10 năm trước còn liên quan nhiều hơn, và không nên rơi vào tay kẻ xấu trong tương lai. Bạn cần phải có tài liệu được phân loại mật hôm nay theo cách mà máy tính lượng tử trong 10 năm nữa sẽ không thể giải mã chúng."
Chỉ vài tháng trước đây, nhiều người cho rằng tương lai của điện toán lượng tử vẫn còn khá xa vời. Nhưng giờ đây, với cảnh báo của Google, tương lai đó đang hiện ra trước mắt của nhiều người - nhưng cũng thật không may, đó lại là một tương lai đáng sợ đối với lĩnh vực an ninh mạng đang sắp đến với hầu hết mọi người trong chúng ta.
Nguyễn Hải
