1,23 triệu gas: phí xác minh hậu lượng tử Ethereum(ETH) giảm 6,6 lần trong thử nghiệm

Chi phí xác minh chữ ký hậu lượng tử trên Ethereum(ETH) trong một thử nghiệm mới thấp hơn 6,6 lần so với con số công bố trước đó. Đây được xem là bước tiến kỹ thuật cho hạ tầng bảo mật dài hạn, hơn là yếu tố tác động đến giá trong ngắn hạn.

Fireblocks cho biết trong bài đăng ngày 2 (giờ địa phương) rằng công ty đã triển khai bộ xác minh chữ ký ML-DSA-44 tuân theo tiêu chuẩn FIPS 204 trên máy ảo Ethereum (EVM), và đo được chi phí xác minh chỉ còn 1,23 triệu gas cho mỗi lần xác minh. Con số Fireblocks dùng làm mốc so sánh là 8,09 triệu gas được công bố trước đó.

Thử nghiệm này được thực hiện trên EVM hiện tại, không cần thay đổi giao thức. Theo Fireblocks, công ty đã vận hành 144 tác nhân nghiên cứu tự động (research agent) trong 9 ngày, với chi phí ước tính khoảng 7.500 USD.

Quy trình kiểm chứng cũng được công bố. Fireblocks cho biết đã thực hiện hơn 320 bài kiểm tra xác minh và dùng công cụ Z3 để kiểm chứng 62 thuộc tính số học bằng phương pháp kiểm chứng máy (machine-verified).

Điểm cải tiến cốt lõi nằm ở việc cắt giảm chi phí băm (hash) và bộ nhớ. Fireblocks cho biết đã giảm mức đóng góp gas liên quan đến SHAKE-256 từ khoảng 3 triệu gas xuống còn khoảng 400.000 gas, đồng thời giảm chi phí tính toán biến đổi số luận (NTT) và chi phí mở rộng bộ nhớ trên EVM.

Tuy nhiên, 1,23 triệu gas chỉ là chi phí cho một lần xác minh chữ ký. Chi phí đăng ký khóa công khai phải tính riêng, và theo cùng bài đăng, việc triển khai khóa công khai mở rộng một lần tốn khoảng 4,1 triệu gas.

Chữ ký hậu lượng tử là phương thức chữ ký số được thiết kế để ứng phó với khả năng máy tính lượng tử phá vỡ các thuật toán mã hóa khóa công khai hiện nay. Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) đã công bố chính thức tiêu chuẩn FIPS 204 vào ngày 13 tháng 8 năm 2024, trong đó định nghĩa ML-DSA là tiêu chuẩn chữ ký số hậu lượng tử.

ML-DSA-44 là một trong các bộ tham số nằm trong FIPS 204. Với các mạng lưới mà việc ký giao dịch và xác thực tài khoản đóng vai trò cốt lõi như Ethereum, việc chuyển đổi phương thức chữ ký cần được xem xét đồng thời với chi phí, khả năng tương thích ví và cách triển khai ở phía client, chứ không chỉ vấn đề bảo mật.

Về phía Ethereum, các thảo luận chuyển đổi theo hướng tương tự cũng đang tiếp diễn. Lộ trình bảo mật chính thức của Ethereum mô tả việc chuẩn bị cho hậu lượng tử là công việc đã được khởi động, đồng thời đề xuất trừu tượng hóa tài khoản (account abstraction) và các precompile chữ ký hậu lượng tử là hướng đi chuyển tiếp.

TokenPost trước đó đưa tin Ethereum đang chuyển việc nghiên cứu khả năng kháng lượng tử và thiết kế mã hóa ở lớp 1 từ giai đoạn nghiên cứu sang thảo luận lộ trình cụ thể. TokenPost cũng đưa tin cộng đồng Ethereum công bố đề xuất EIP nhằm thay đổi cấu trúc hợp đồng ký gửi của validator để chuẩn bị cho môi trường điện toán hậu lượng tử.

Kết quả lần này không đồng nghĩa với việc mainnet đã áp dụng công nghệ này. Trang thông tin về hậu lượng tử của Ethereum Foundation cho biết việc chuyển đổi giao thức phân tán này cần nhiều năm phối hợp, phát triển kỹ thuật và kiểm chứng hình thức trước khi thực hiện.

Ở tầng thực thi (execution layer), các bước được đề ra gồm: △chuyển đổi tùy chọn thông qua trừu tượng hóa tài khoản, △precompile chữ ký hậu lượng tử, △giao dịch hậu lượng tử và tổng hợp chữ ký. Vì vậy, cần phân biệt rõ giữa thử nghiệm bộ xác minh dạng hợp đồng thông minh với thay đổi tiêu chuẩn của toàn mạng lưới.

EIP-8164 xác định ML-DSA-44 là cơ chế khóa gốc (native key scheme) đầu tiên được đề xuất, quy định cấu trúc chuyển đổi từ xác thực ECDSA hiện tại sang xác thực dựa trên khóa công khai ML-DSA-44.

EIP-7885 đề xuất precompile chuyên dụng cho phép tính toán biến đổi số luận (NTT), với mục tiêu giảm chi phí xác minh cho cùng nhóm giải pháp này. Cả hai đề xuất đều đang ở giai đoạn thảo luận kỹ thuật, còn tiêu chuẩn mainnet, hỗ trợ ví và tích hợp client vẫn là các bước riêng biệt, chưa được xác định.