Dấu mốc mới trong hoạt động nghiên cứu khoa học của Học viện Kỹ thuật mật mã

Có những dấu mốc trong hoạt động khoa học không đến một cách tình cờ. Đó là kết quả của nhiều năm tích lũy, của sự bền bỉ theo đuổi con đường nghiên cứu và của tinh thần dám đi xa hơn những giới hạn quen thuộc. Đối với Học viện Kỹ thuật mật mã, cuối năm 2025 chính là một dấu mốc như vậy.

Tháng 11/2025, nhà khoa học Trần Thị Lượng được Hội đồng Giáo sư Nhà nước công nhận đạt chuẩn học hàm Phó Giáo sư ngành Công nghệ thông tin. Đây là niềm vui lớn không chỉ đối với cá nhân nhà khoa học mà còn đối với Học viện Kỹ thuật mật mã, bởi lần đầu tiên Học viện có một nữ cán bộ được công nhận học hàm Phó Giáo sư trong lĩnh vực Công nghệ thông tin; đồng thời, đáng trân trọng hơn, đây cũng là trường hợp nữ Phó Giáo sư đầu tiên của ngành Cơ yếu trong lĩnh vực này. Đằng sau kết quả ấy là một chặng đường dài của quá trình lao động khoa học nghiêm túc và miệt mài, được kết tinh từ các công trình nghiên cứu đã công bố, sự kiên trì theo đuổi nghiên cứu cơ bản và năng lực kết nối, phát triển các hướng nghiên cứu hiện đại.

PGS. TS. Trần Thị Lượng, Phó Chủ nhiệm khoa An toàn thông tin, Học viện Kỹ thuật mật mã

Vào những ngày cuối năm 2025, Học viện Kỹ thuật mật mã tiếp tục đón nhận một tin vui có ý nghĩa đặc biệt trong hoạt động nghiên cứu khoa học: Đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ do PGS. TS. Trần Thị Lượng làm chủ nhiệm, đăng ký hồ sơ tham gia xét chọn trong đợt 1 các đề tài khoa học và công nghệ tiềm năng năm 2025, đã chính thức được Quỹ Nafosted phê duyệt tài trợ theo Quyết định số 67/QĐ-HĐQL-NAFOSTED ngày 29/12/2025. Đây là lần đầu tiên, một đề tài của Học viện Kỹ thuật mật mã được Quỹ khoa học quốc gia uy tín đầu tư thực hiện thông qua cơ chế tuyển chọn cạnh tranh, đánh giá độc lập và tuân thủ các chuẩn mực khoa học nghiêm ngặt.

“Lần đầu tiên” - đó không chỉ là một cụm từ mang ý nghĩa về mặt thời gian. Đây còn là cột mốc đánh dấu một bước chuyển quan trọng trong tư duy và vị thế nghiên cứu khoa học của Học viện. Từ vị trí chủ yếu triển khai các nhiệm vụ khoa học trong phạm vi Ngành, Học viện đã chính thức bước vào đấu trường khoa học và công nghệ chung, nơi các đề tài được đánh giá, so sánh và lựa chọn bằng những yêu cầu khắt khe về tính mới, tính khoa học và năng lực thực thi.

Tham gia đấu trường ấy là một cơ hội lớn, bởi đó là dịp để Học viện khẳng định năng lực nghiên cứu, lan tỏa các kết quả khoa học và hòa mình vào dòng chảy chung của nền khoa học - công nghệ quốc gia. Nhưng đồng thời, đó cũng là một thách thức không nhỏ. Áp lực về tiến độ, chất lượng, chuẩn mực quốc tế và sự giám sát khoa học chặt chẽ đòi hỏi không chỉ năng lực cá nhân xuất sắc, mà còn cần một tập thể nghiên cứu có tổ chức, có chiều sâu và có người dẫn dắt đủ bản lĩnh.

Đề tài: Sự kết tinh của Trí tuệ nhân tạo - Học máy - Mật mã  - Lượng tử

Đề tài được phê duyệt tài trợ lần này không phải là một đề tài nghiên cứu đơn lẻ theo một hướng hẹp, mà là sự kết tinh và gắn kết của nhiều công nghệ mũi nhọn. Tên đề tài thể hiện rõ tinh thần liên ngành: Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy trong nghiên cứu, thiết kế và tối ưu hóa hệ mã khóa đối xứng kháng lượng tử cho các hệ thống lai lượng tử - cổ điển. Điểm mạnh của đề tài nằm ở chỗ: mỗi công nghệ khi đứng độc lập đã đủ mạnh, nhưng khi gắn kết, phối hợp đúng cách thì sẽ tạo ra sức mạnh cộng hưởng:

- Mật mã cho “xương sống” lý thuyết: Nguyên lý khuếch tán, phi tuyến, cấu trúc mã khối/hàm băm; cách đánh giá sức kháng trước các họ tấn công như vi sai, tuyến tính, khóa quan hệ,...

- Lượng tử đặt ra tiêu chuẩn mới: Không chỉ “an toàn trong mô hình cổ điển”, mà còn phải tính đến tác động của các thuật toán lượng tử (như Grover/Simon) và cách “lượng tử hóa” các kỹ thuật tấn công.

- AI/Học máy tạo ra cách làm mới: Thay vì chỉ phân tích thủ công, ta có thể tự động hóa đánh giá, huấn luyện mô hình để phát hiện cấu trúc mạnh/yếu, sàng lọc thiết kế, tối ưu tham số, phát hiện bất thường.

Mỗi công nghệ trong số đó, nếu đứng riêng, đã là một lĩnh vực nghiên cứu sâu và khó. Nhưng khi được gắn kết một cách có hệ thống, chúng tạo ra một sức mạnh tổng thể, vừa giúp hiểu rõ hơn các giới hạn an toàn của các hệ mã hiện tại, vừa mở ra khả năng thiết kế những hệ mã mới, thích ứng với môi trường lai giữa cổ điển và lượng tử trong tương lai. Nói một cách dễ hiểu hơn: mật mã cho “đúng”, lượng tử cho “đúng trong tương lai”, AI/ML cho “nhanh, rộng, có khả năng tự động hóa”. Đây chính là giá trị cốt lõi và cũng là điểm khác biệt của đề tài. Khi kết hợp các công nghệ trên, đề tài có thể vừa tạo ra cấu phần mật mã mới, vừa tạo ra công cụ đánh giá, tối ưu để không chỉ làm một lần, mà còn mở đường cho các nghiên cứu tiếp theo.

Quan trọng hơn, đề tài này không xuất hiện một cách ngẫu nhiên. Nó được xây dựng trên nền tảng nhiều năm kiên trì nghiên cứu của PGS. TS. Trần Thị Lượng và các cộng sự trong các hướng như thiết kế và phân tích ma trận khuếch tán, cải tiến cấu trúc mã khối, ứng dụng học máy trong an toàn thông tin và nghiên cứu các vấn đề liên quan đến lượng tử. Chính năng lực nghiên cứu đã được kiểm chứng ấy tạo nên niềm tin để Hội đồng khoa học đánh giá đề tài là khả thi và xứng đáng được đầu tư thực hiện.

Bối cảnh tình hình nghiên cứu và tính cấp thiết thực hiện đề tài

Trong những năm gần đây, thế giới chứng kiến sự phát triển nhanh chóng của AI, học máy và điện toán lượng tử. Các công nghệ này đã và đang tạo ra những thay đổi căn bản trong nhiều lĩnh vực khoa học - công nghệ, trong đó có mật mã và an toàn thông tin. Trên thế giới, nhiều công trình nghiên cứu đã tập trung vào việc đánh giá mức độ an toàn của các hệ mật mã hiện hành trước các mô hình tấn công ngày càng tinh vi, cũng như tìm kiếm các hướng tiếp cận mới nhằm tăng cường khả năng chống chịu trước những thách thức trong kỷ nguyên hậu lượng tử. Một xu hướng nổi bật là tự động hóa phân tích mật mã, thông qua các công cụ tối ưu hóa, mô hình toán học và gần đây là các phương pháp học máy, nhằm hỗ trợ việc phát hiện điểm yếu và cải tiến thiết kế hệ mã.

Ở Việt Nam, nghiên cứu về mật mã khóa đối xứng và an toàn thông tin đã có những bước phát triển đáng ghi nhận, với nhiều công trình tập trung vào thiết kế, cải tiến và triển khai hiệu quả các thuật toán mã khối, mã dòng, cũng như ứng dụng trong các môi trường cụ thể như thiết bị nhúng, hệ thống IoT và hạ tầng thông tin quan trọng. Tuy nhiên, các nghiên cứu chuyên sâu đặt trong bối cảnh điện toán lượng tử, đặc biệt là đối với mật mã khóa đối xứng, vẫn còn tương đối hạn chế. Phần lớn các nỗ lực về mật mã hậu lượng tử hiện nay, cả trong nước và quốc tế, vẫn tập trung nhiều vào các hệ mật mã khóa công khai, trong khi vai trò cốt lõi của các hệ mã đối xứng trong bảo vệ dữ liệu và truyền thông an toàn chưa được nghiên cứu tương xứng trong môi trường lai cổ điển - lượng tử.

Bên cạnh đó, mặc dù AI và học máy đã được chứng minh hiệu quả trong nhiều lĩnh vực như nhận dạng mẫu, phân tích dữ liệu lớn và tự động hóa đánh giá hệ thống phức tạp, việc tích hợp các kỹ thuật này một cách có hệ thống vào thiết kế, phân tích và tối ưu hóa hệ mã khóa đối xứng kháng lượng tử vẫn còn là một hướng nghiên cứu mới, chưa được khai thác đầy đủ. Khoảng trống này đặt ra yêu cầu cần có những nghiên cứu mang tính nền tảng, kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết mật mã, mô phỏng lượng tử và các phương pháp học máy hiện đại, nhằm vừa đánh giá lại mức độ an toàn của các hệ mã hiện có, vừa định hướng cho việc phát triển các cấu trúc mật mã phù hợp với bối cảnh công nghệ tương lai.

Xuất phát từ yêu cầu đó, việc lựa chọn nghiên cứu ứng dụng trí tuệ nhân tạo và học máy trong nghiên cứu, thiết kế và tối ưu hóa hệ mã khóa đối xứng kháng lượng tử cho các hệ thống lai lượng tử - cổ điển là cấp thiết và có ý nghĩa chiến lược. Đề tài không chỉ đáp ứng yêu cầu thời sự của khoa học - công nghệ thế giới, mà còn góp phần bổ sung khoảng trống nghiên cứu hiện nay, tạo cơ sở khoa học cho việc bảo đảm an toàn thông tin trong dài hạn, đặc biệt đối với các hệ thống thông tin quan trọng trong kỷ nguyên hậu lượng tử.

Mô hình tích hợp học máy cổ điển và học máy lượng tử: Giải pháp nền tảng trong việc đánh giá và tối ưu hóa các hệ mật mã kháng lượng tử cho hệ thống lai

Trong quá trình xét duyệt đề tài, các chuyên gia, Giáo sư đầu ngành Công nghệ thông tin đã nhận xét ngắn gọn mà rất quan trọng: “Đây là một đề xuất có hàm lượng khoa học cao; sự tương xứng giữa năng lực chuyên sâu của chủ nhiệm đề tài và mục tiêu nghiên cứu là cơ sở vững chắc đảm bảo tính khả thi của dự án”. Đây không chỉ là những lời khen, những lời động viên thông thường mà còn là sự trao gửi “niềm tin”. Trong đánh giá khoa học, chữ “khả thi” thường gắn liền với nền tảng công bố vững chắc, năng lực nghiên cứu chuyên sâu của chủ nhiệm đề tài, cũng như việc đặt đúng hướng nghiên cứu vào các vấn đề trọng tâm của khoa học hiện đại, với lộ trình triển khai rõ ràng.

Trên cơ sở đó, điều làm Quỹ Nafosted tin tưởng và đánh giá cao không chỉ là ý tưởng mang tính sáng tạo, mà còn là hệ thống đầu ra rõ ràng, có thể đo kiểm được, bao gồm các sản phẩm vừa mang tính lý thuyết, vừa mô phỏng, vừa công bố khoa học, đồng thời gắn với đào tạo và phát triển nguồn nhân lực nghiên cứu.

Đáng chú ý hơn, từ góc nhìn của Quỹ Nafosted, sự kiện này còn được ghi nhận như một “dấu mốc”: Ban Cơ yếu Chính phủ nói chung và Học viện Kỹ thuật mật mã nói riêng đã từng bước hình thành nhóm nghiên cứu vượt ra khỏi giới hạn các chương trình nghiên cứu truyền thống, tham gia vào đấu trường khoa học - công nghệ chung của Bộ Khoa học và Công nghệ. Điều này cho thấy Học viện đã bước vào “sân chơi mở”, cạnh tranh bằng năng lực khoa học thực chất và được hệ thống khoa học quốc gia ghi nhận. Đây không chỉ là sự ghi nhận về mặt kết quả, mà còn phản ánh một bước chuyển quan trọng về vị thế nghiên cứu của Học viện trong bối cảnh khoa học - công nghệ ngày càng vận hành theo các chuẩn mực cạnh tranh, công khai và chất lượng.

“Cơ hội lớn - Thách thức lớn” và cam kết của Học viện

Đối với Học viện Kỹ thuật mật mã, việc được Quỹ Nafosted tài trợ thực hiện đề tài, qua đó chính thức tham gia vào hệ sinh thái khoa học - công nghệ quốc gia, là một bước tiến quan trọng, mang tính đột phá. Tuy nhiên, mọi bước tiến đều đi kèm với những yêu cầu rất khắt khe: Chuẩn mực khoa học cao hơn, áp lực thực hiện lớn hơn, cùng đòi hỏi ngày càng rõ ràng về tính minh bạch và khả năng đo lường kết quả. Đây là những thách thức hiện hữu mà Học viện nhận thức đầy đủ.

Chính vì vậy, sự kiện lần này không chỉ là niềm vui, mà còn là một cam kết trách nhiệm. Học viện sẽ huy động cao nhất quyết tâm của tập thể, phát huy các thế mạnh nghiên cứu đã được tích lũy, đặc biệt là uy tín nghiên cứu, năng lực dẫn dắt khoa học của chủ nhiệm đề tài, nhằm triển khai đề tài đúng mục tiêu, đúng tiến độ, bảo đảm chất lượng và hoàn thành đầy đủ các sản phẩm đã cam kết.

Đối với PGS. TS. Trần Thị Lượng, đây không chỉ là một nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể, mà còn là sự kết tinh của một quá trình dài được nuôi dưỡng bằng tình yêu và sự cống hiến cho nghiên cứu khoa học. Là trách nhiệm cao cả gắn với niềm tin mà Quỹ đã đặt vào chủ nhiệm đề tài và Học viện. Đồng thời, đây cũng là cơ hội để khẳng định rằng Học viện Kỹ thuật mật mã hoàn toàn có khả năng tham gia sâu và có trách nhiệm vào dòng chảy khoa học - công nghệ nước nhà bằng chính năng lực nghiên cứu của mình.

Con đường phía trước chắc chắn không dễ dàng. Song chính trong những thách thức đó, năng lực nghiên cứu, bản lĩnh khoa học và tinh thần trách nhiệm của Học viện sẽ tiếp tục được rèn luyện và khẳng định. Thành công bước đầu này là tiền đề quan trọng để Học viện Kỹ thuật mật mã tiếp tục phát triển, đóng góp thiết thực cho nền khoa học - công nghệ và cho sự nghiệp bảo đảm an toàn thông tin trong kỷ nguyên mới.