"Dự án SHRIMPS như một bước tiến mới hướng tới Bitcoin chống lại tính toán lượng tử"

Jonas Niek, nhà nghiên cứu về Bitcoin tại công ty Blockstream, đã trình bày dự án mang tên SHRIMPS; đây là một hệ thống đề xuất cho các chữ ký hậu lượng tử (post‑quantum) có trạng thái đa thiết bị (stateful) được thiết kế để hỗ trợ chữ ký an toàn qua nhiều thiết bị trong khi giữ kích thước chữ ký tương đối nhỏ.

Niek mô tả SHRIMPS là một kiến trúc dựa trên hàm băm (_hash‑based_) cho phép một nhóm các thiết bị, tất cả được khởi tạo từ cùng một hạt giống (_seed_), tạo ra các chữ ký của riêng chúng một cách độc lập, thường thì kích thước của mỗi chữ ký khoảng 2.5 KB.

- Phát triển từ công trình trước: SHRINCS:
SHRIMPS dựa trên công trình trước gọi là SHRINCS, vốn tạo ra các chữ ký nhỏ hơn nhưng bị giới hạn chỉ sử dụng một thiết bị duy nhất do hạn chế quản lý trạng thái. SHRIMPS nhằm nâng cao giới hạn này bằng cách cho phép ký độc lập qua nhiều thiết bị trong khi duy trì an toàn hệ thống trong một giới hạn đã định trước.

Kế hoạch dựa trên giả định về giới hạn tối đa số thiết bị có thể được tạo ra từ một hạt giống duy nhất, giúp duy trì tính toàn vẹn và an toàn của hệ thống nói chung.

- Cách hoạt động về mặt kỹ thuật?
Về mặt kỹ thuật, cấu trúc này kết hợp hai trạng thái của SPHINCS+ dưới một khóa công khai duy nhất.
Một đường dẫn ký tối giản được sử dụng cho các chữ ký ban đầu, trong khi có một đường dẫn dự phòng (fallback) để hỗ trợ các mục đích sử dụng bổ sung, cho phép hệ thống cân bằng giữa hiệu quả và linh hoạt.

Trong các tham số mẫu, các chữ ký của Shrimps khoảng 2.5 KB ở mức độ an toàn 128-bit, nhỏ hơn so với các lựa chọn không trạng thái như SLH‑DSA, nơi các chữ ký có thể lên tới khoảng 7.8 KB.

- Mô hình lai với SHRINCS:
Đề xuất cũng trình bày một mô hình lai với SHRINCS, trong đó thiết bị chính có thể tạo ra các chữ ký nhỏ hơn, trong khi các thiết bị dự phòng sử dụng SHRIMPS để duy trì chức năng ký đa thiết bị.
Thiết kế này có thể ứng dụng trong các hệ thống như ví Bitcoin, nơi các khóa thường được sử dụng cho một số lượng hạn chế các chữ ký, và thường có cấu hình đa thiết bị.

- Bối cảnh thách thức lượng tử dài hạn:
Nghiên cứu này diễn ra trong bối cảnh các cuộc thảo luận sôi nổi về tính toán lượng tử và ảnh hưởng tiềm năng của nó đối với các hệ thống mã hóa dài hạn, bao gồm cả Bitcoin.
Dù các cuộc tấn công lượng tử thực tế vẫn còn xa trong vài năm hoặc thậm chí vài thập kỷ tới, các nghiên cứu về chữ ký hậu lượng tử vẫn tiếp tục khám phá các phương pháp giảm thiểu rủi ro lý thuyết và nâng cao khả năng thích ứng trong việc cấu hình các ví thực tế.

Các đề xuất như SHRIMPS phản ánh nỗ lực liên tục trong việc phát triển các giải pháp chống lại tính toán lượng tử, trực tiếp giải quyết các mối lo ngại dài hạn được đặt ra trong các cuộc thảo luận về các mối đe dọa lượng tử tiềm năng đối với mã hóa của Bitcoin.

- Bối cảnh xã hội và câu hỏi về tính trung lập:
Trong một bối cảnh khác, một cuộc thảo luận gần đây liên quan đến nghiên cứu lượng tử tại Google đã thu hút sự chú ý trên mạng xã hội.
Một bài đăng lan truyền đề cập rằng một trong các tác giả được giới thiệu là “nhà nghiên cứu về an ninh Bitcoin” thực chất liên quan đến tổ chức Ethereum, và đã đặt câu hỏi về tính trung lập của các kết quả chỉ ra các điểm yếu có thể có trong mã hóa của Bitcoin.