Các chuyên gia cảnh báo rằng máy tính lượng tử có thể làm suy yếu an ninh chuỗi khối vào năm 2030, theo Circle Research. Các giao thức mã hóa sử dụng đường cong elliptic hoặc RSA dễ bị tấn công bởi thuật toán Shor, trong khi các hàm băm như SHA256 và mã hóa đối xứng như AES vẫn an toàn. Các cơ quan quản lý tại Mỹ và EU yêu cầu các hệ thống quan trọng phải áp dụng các thuật toán hậu lượng tử trong thập kỷ tới.
Các giao thức TLS hậu lượng tử, bao gồm X25519MLKEM768, đang ngày càng được các nhà cung cấp lớn như Google và AWS áp dụng. Các nhà phát triển cần nâng cấp chứng chỉ TLS và lưu trữ các khóa công khai lớn hơn để bảo vệ kết nối mạng.
Chuỗi khối dựa trên Proof-of-Stake sẽ cần các scheme chữ ký hậu lượng tử cho các validator, với Ethereum đang khám phá chữ ký đa XMSS và hàm băm Poseidon2. Đối với chữ ký giao dịch, các chuỗi khối phải chuyển từ các khóa ECDSA và Ed25519 ngắn sang các chữ ký hậu lượng tử lớn hơn.
Các lựa chọn bao gồm NIST ML-DSA (2,420 bytes), Falcon của Ethereum (666 bytes), và SLH-DSA-SHA2-128s của Aptos (7,856 bytes). Các nhà phát triển đang thử nghiệm các tối ưu như kết hợp ML-DSA với BLAKE3 để hỗ trợ ví HSM và các thiết lập đa chữ ký.
Ví HSM hậu lượng tử bắt đầu xuất hiện, với các dịch vụ đám mây cung cấp giải pháp KMS phần mềm. Các HSM đặc thù chuỗi khối sẽ theo sau khi nhu cầu tăng lên. Các giao thức chữ ký ngưỡng và ví MPC hiện dựa trên đường cong elliptic sẽ cần thay thế.
Ví hợp đồng thông minh có thể cho phép người sở hữu chọn chữ ký hậu lượng tử, mặc dù vẫn còn vấn đề về độ tin cậy. Các địa chỉ crypto hoạt động phải di chuyển trước Q-Day để tránh rủi ro lộ diện. Các địa chỉ thụ động có thể phục hồi hậu lượng tử bằng cách chứng minh kiến thức về seed của chúng.
Việc di chuyển có thể yêu cầu 76 ngày xử lý liên tục cho tất cả UTXO của Bitcoin. Các hệ thống không kiến thức như Groth16, Halo2, và PlonK cũng phải nâng cấp lên các hệ thống STARK, SNARG, hoặc FRI để duy trì an ninh chống lại các cuộc tấn công lượng tử.