Việt Nam trước bài toán an ninh hậu lượng tử

Khi nhiều chuyên gia liên tục rút ngắn mốc thời gian cảnh báo về mối đe dọa từ máy tính lượng tử, các quốc gia trên thế giới đang đứng trước yêu cầu cấp bách phải chuẩn bị cho kỷ nguyên hậu lượng tử. Với những nền kinh tế đang đẩy mạnh chuyển đổi số như Việt Nam, thách thức càng lớn hơn khi vừa phải tiếp tục hoàn thiện hạ tầng số, vừa phải tính đến một cuộc chuyển đổi bảo mật quy mô lớn.

MỐI ĐE DỌA HẬU LƯỢNG TỬ KHÔNG CÒN LÀ LÝ THUYẾT

Trong nhiều năm qua, giới chuyên gia an ninh mạng vẫn coi nguy cơ từ máy tính lượng tử như một kịch bản của tương lai xa. Nhưng những gì đang diễn ra trong các phòng thí nghiệm ở Mỹ, Trung Quốc và châu Âu đang buộc họ phải xem xét lại.

"Mốc thời gian mà máy tính lượng tử đủ mạnh để bẻ khóa các chuẩn mã hóa hiện tại từng được dự báo vào khoảng năm 2030 - 2040, nhưng hiện nay, xu hướng này được dự báo sẽ đến sớm hơn", ông Phương Cao, nhà nghiên cứu an ninh mạng tại Trung tâm Ứng dụng Siêu máy tính Quốc gia (NCSA), Đại học Illinois Urbana-Champaign (Mỹ), cảnh báo.

Chia sẻ tại một sự kiện về công nghệ lượng tử ở Hà Nội, ông Phương Cao cho rằng mối lo ngại về an ninh hậu lượng tử không còn là câu chuyện của tương lai xa. Hiện nay, hầu hết các hệ thống mã hóa và chữ ký số đang bảo vệ giao dịch ngân hàng, thương mại điện tử, dữ liệu doanh nghiệp hay liên lạc trên Internet đều được thiết kế dựa trên những bài toán toán học mà máy tính thông thường gần như không thể giải trong thời gian hợp lý. Tuy nhiên, khi máy tính lượng tử đạt đủ năng lực, những bài toán này có thể bị phá giải chỉ trong vài giờ, thậm chí vài phút, làm suy giảm đáng kể mức độ an toàn của các hệ thống bảo mật hiện nay.

Về mặt kỹ thuật, ngưỡng nguy hiểm đang đến gần hơn so với tưởng tượng. Ông Dongwoo Hwang, Giám đốc Quantum AI Co., Ltd., Vietnam, cho biết các hệ thống GPU hiện nay có thể mô phỏng khoảng 30 – 40 qubit trong điều kiện tối ưu. Nhưng khi vượt qua ngưỡng 50 đến 100 qubit, thời điểm mà ngay cả siêu máy tính truyền thống cũng mất khả năng theo dõi, một bước ngoặt thực sự sẽ xảy ra.

"Khi vượt qua ngưỡng 50 đến 100 qubit thì trở thành thách thức rất lớn", ông Hwang nhấn mạnh, và đáng lo ngại hơn là các hệ thống đạt quy mô này có thể xuất hiện sớm hơn đáng kể so với kỳ vọng trước đây.

TỪ CHUYỂN ĐỔI SỐ ĐẾN CHUYỂN ĐỔI HẬU LƯỢNG TỬ

Ông Phương Cao xác định ba ưu tiên cấp thiết mà bất kỳ quốc gia hay doanh nghiệp nào cũng cần hành động ngay.

Thứ nhất, dự báo chính xác thời điểm công nghệ lượng tử đạt ngưỡng phá vỡ mã hóa.

Thứ hai, triển khai các hệ thống truyền thông kháng lượng tử từ thiết bị IoT đến hạ tầng giám sát mạng.

Thứ ba, đánh giá các phương pháp mật mã thế hệ mới, kể cả những giải pháp chưa được tiêu chuẩn hóa nhưng có tiềm năng.

Với Việt Nam, ba ưu tiên đó không hề đơn giản để hiện thực hóa. Hạ tầng số trong nước - từ hệ thống thanh toán điện tử đến nền tảng thương mại điện tử, từ cổng dịch vụ công đến mạng lưới viễn thông - vẫn đang trong quá trình củng cố và mở rộng. Nguồn lực tài chính và nhân lực kỹ thuật chuyên sâu về mật mã học còn hạn chế so với các quốc gia phát triển. Trong khi đó, vòng đời của hạ tầng công nghệ thường kéo dài 10–15 năm, có nghĩa là những đầu tư được thực hiện ngay hôm nay phải tính đến kịch bản lượng tử như một biến số thực, không phải giả thuyết.

Thách thức còn nằm ở bài toán kinh tế mà ông Phương Cao gọi là "cân bằng giữa hiệu năng và mức độ an toàn". Các thuật toán mật mã hậu lượng tử, như CRYSTALS-Kyber hay CRYSTALS-Dilithium vừa được Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (NIST) chuẩn hóa, đòi hỏi tài nguyên tính toán lớn hơn đáng kể so với các chuẩn hiện hành. Với hàng triệu thiết bị IoT chi phí thấp, hệ thống điểm bán hàng hay ứng dụng thanh toán di động đang được người dùng Việt Nam sử dụng hằng ngày, việc nâng cấp đồng loạt là bài toán không hề rẻ.

Nguy cơ lớn nhất, theo các chuyên gia, là sự chậm trễ có thể tạo ra một khoảng cách an ninh số ngày càng nới rộng giữa các quốc gia có khả năng chuyển đổi kịp thời và những quốc gia bị bỏ lại phía sau.