比特幣:量子計算機新進展，錢包還安全嗎？

編者按：本文來自白話區塊鏈，作者：JackyLHH，Odaily星球日報經授權轉載。幾乎每隔一段時間，便會傳出量子計算機的“突破性進展”。進而引起業內部分用戶的恐慌：量子計算機的出現會破解比特幣的加密算法，加密世界即將崩塌。

這不，最近美國公司霍尼韋爾官方宣布在量子計算領域取得突破性進展，將提升量子計算機的性能。并且，霍尼韋爾還聲稱將在未來三個月發布全球最強大的量子計算機。

開源量子計算基金Unitary Fund公布最新8個支持機構:2月1日消息，根據官網信息，開源量子計算基金 Unitary Fund 公布 8 個機構支持者，分別是 IBM, 埃森哲, Xanadu Quantum Technologies, IONQ, IQM, 波士頓咨詢集團, DoraHacks, PASQAL。Unitary Fund 是由現高盛量子研究負責人設立的 501(c)(3) 基金，在全球范圍內支持開放的量子技術。[2022/2/1 9:25:46]

聲音 | 趙東：目前還未看到量子計算機對加密貨幣的威脅:趙東發剛剛發微博闡述“比特幣目前是安全的”的理由。趙東表示，假如未來人類文明發展到能夠驅動一顆恒星的能量去做超級計算，那么他可能會去挖比特幣，而非去破解比特幣（因為難度太大）。

至于量子計算機，趙東認為等到量子計算機真的可以破解哪怕是一個簡單的密碼的時候才考慮它的威懾力吧，因為今天的量子計算機的計算能力連一臺幾十年前的便攜計算器都比不上。他不是說量子計算機將來不會成為一種威脅，只是現在還沒看到。[2019/1/25]

量子計算機，來源：MITTechnologyReview這引起了不少加密資產持有者的擔心，擔心比特幣等加密資產是否還安全，會不會輕易被量子計算機破解？這里先說結論：至少目前階段大家不需要擔心，即便將來通用的量子計算機大規模出現，比特幣也不一定會被“殺死”。接下去，我們說說相關的原因。比特幣用到的加密算法主要有2種：橢圓曲線數字簽名算法，SHA256哈希算法。其中，ECDSA主要用于私鑰、公鑰的生成；SHA256主要用于公鑰生成錢包地址，以及挖礦時的工作量證明。量子計算機會威脅到ECDSA的安全性。1994年，設計出了專門用來分解因數的Shor算法，足夠強的量子計算機加上Shor算法，可以通過公鑰破解出私鑰。當然，量子計算機的這個破解過程也需要花費比較長的一段時間，況且量子計算機的發展也不是一帆風順，剛開始的性能也沒那么強大。即便量子計算機足夠強大了，也有辦法保護自己的比特幣安全：每次只使用一次性比特幣地址。這要感謝中本聰當初在設計比特幣的時候，沒有直接將公鑰當作比特幣的收款地址。比特幣的公鑰和對應的地址之間，做了SHA256加密，而目前并沒有可以有效破解SHA256的算法。舉個例子，如果大白需要給小黑轉1BTC，大白的錢包地址里有3BTC，只要在轉賬的時候，將比特幣的找零地址設為一個自己掌握私鑰的、全新的比特幣地址即可。這樣，轉賬的時候，1BTC進入到小黑的地址，找零的2BTC進入到了大白的新地址。關于比特幣的找零機制和UTXO模型，可以閱讀白話區塊鏈之前的推文《沒有UTXO，比特幣或不能如此穩定運行10年》。在區塊鏈瀏覽器上查詢這筆交易時，可以看到大白轉出的地址和對應公鑰，小黑的地址，找零的新地址。由于轉出地址用完即廢棄，里面沒有任何BTC，所以即使看到了公鑰，用量子計算機破解出了私鑰也沒關系。至于暴露的小黑收款地址和找零的新地址，由于量子計算機缺乏有效破解SHA256的算法，無法通過地址破解出公鑰，所以是安全的。

Penta首席科學家Steve Melnikoff：對抗量子計算區塊鏈并非無計可施:近日，Penta首席科學家、知名物理學家、數學家和計算機科學家Steve Melnikoff博士發表了關于量子計算的最新文章，以科普的角度闡釋了量子計算將給區塊鏈技術和密碼學構成的威脅，認為“‘量子比特’或者‘量子位’取代位將會顛覆整個區塊鏈行業的玩法，所有的加密體系都面臨淘汰。”但他也認為，區塊鏈在量子計算面前并非毫無招架之力，比特幣和其他加密貨幣也會采取相應措施，比如提高芯片性能。不過Steve Melnikoff提醒威脅仍然存在，PoW共識采用的橢圓曲線哈希電子簽名算法最快在2027年就可用單臺量子計算機破解，因此區塊鏈公司必須提前布局，在一定程度上對平臺和基礎設施進行靈活設計，確保其系統能夠盡可能方便地從傳統架構轉移到后量子架構。[2018/5/15]

首個完整量子芯片架構亮相 一旦量子計算成熟區塊鏈網絡或將處于危險當中:根據最近的一份報告，新南威爾士大學的研究人員揭示了一個解決量子計算科學家面臨的穩定性問題的架構結構。卡耐基梅隆大學的研究員表示，量子計算理論上可以用于破解區塊鏈技術的加密機制，把整個網絡暴露在危險當中。然而，目前距離量子計算被開發出來還遙不可及，開發人員有足夠時間來給區塊鏈技術打補丁，應對未來量子計算帶來的風險。[2017/12/17]

礦機，來源：www.hellobtc.com那量子計算機會不會對比特幣的挖礦產生影響呢？現在的計算機符合“摩爾定律”，即計算機芯片的晶體管密度每18個月翻一番，算力增長一倍。但是近年來，晶體管的尺寸逐漸逼近物理極限，計算機算力的指數級增長在放緩，摩爾定律逐漸失效中。量子計算機厲害的地方在于，它是以雙指數的速度增長，即算力的增長指數也是指數級增長。這讓傳統計算機需要幾萬年的計算量，量子計算機可以在短時間內完成。但是，量子計算機做到的只是大幅削減計算時間，它還是要花時間計算的。前文我們提到，目前并沒有可以有效破解SHA256的算法，所以利用量子計算機挖比特幣時，也只能和其他礦機一樣，一個一個地找隨機數去試，只不過是量子計算機運算速度更快而已。比特幣有難度調整機制，可以通過調整難度對抗來自量子計算機的算力增長，還可以通過升級SHA256算法，來增加挖礦難度。需要注意的是，以上的討論都是建立在“量子計算機已經非常成熟了，而且還價格低廉”的前提假設。現實的情況是，量子計算機還處于實驗室階段。目前量子計算機只能進行單一的、技術性很強的計算，使用它解決實際問題還需要數年時間。截至目前，還沒有一個通用的量子計算機出現，可靠的專用量子計算機也還沒有問世。魔高一尺，道高一丈，量子計算機在向前發展的同時，加密算法亦會持續進步。在「得到」的《卓克·密碼學30講》中，著名科普作者卓克就提到了對抗量子計算機的第七代加密法——量子加密。量子加密和其他加密法不同，不但使用了數學，還使用了物理中的量子理論。量子計算機也很有可能無法破解，因為如果破解了，就違反了量子力學的基本原理。

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