到 2022 年量子计算机可能破解比特币

罗伯特·史蒂文斯 2020 年 5 月 13 日

有一天，量子计算机可以用来破解比特币等加密货币的加密。 而那一天可能会比预想的来得更早。

简而言之

理论上，一台 4,000 量子比特的量子计算机可以在几秒钟内破解比特币的加密。

当前一代的量子计算机的最大容量为 54 个量子比特。

能够破解比特币加密的量子计算机可能只需要两年时间。

如果你有一台足够强大的电脑，理论上你可以控制比特币区块链。 您可以将免费比特币存入您的帐户，或阻止其他人进行交易。 由于可以从公钥中推导出每个钱包的私钥，因此您可以访问任何人的比特币钱包。 这座价值 1630 亿美元的堡垒的钥匙将是您的——在这种情况下，当然，如果比特币声称的无敌地位被发现是没有根据的，它的价格肯定会暴跌。

虽然即使是最强大的超级计算机也需要数千年才能破解比特币，但从理论上讲，有些机器可以在几秒钟内完成。 这些超快设备被称为量子计算机。

它们是真实的，目前正在由地球上最优秀的人才开发。

一些专家告诉 Decrypter，对比特币来说已经太晚了； 政府秘密开发的量子计算机可以在几年内摧毁区块链。

但其他人，包括一些量子计算机的开发者，则表示这种担忧是牵强附会的，也是牵强附会的； 当量子计算机变得可靠且强大到足以攻击比特币时，区块链开发人员已经进行了修补。 这个漏洞。

想知道更多？ 这份综合指南包含您需要了解的有关量子计算机和比特币的所有信息。

什么是量子计算机？

量子物理学涉及对小于原子的结构的研究。 在研究亚原子结构时，物理定律被打破，疯狂的事情开始发生。 量子计算机利用这些特性来执行计算，甚至比最强大的超级计算机都要快得多。

传统计算机，如您正在阅读本文的计算机，使用 1 和 0 进行操作。 如果某事是“真”，晶体管将记录一个 1，如果是“假”，晶体管将记录一个 0。每台计算机中都有数十亿个晶体管； 自 1947 年第一个晶体管问世以来，估计已经创造了 13 个，使其成为有史以来制造最多的设备。

但多亏了一种叫做“量子叠加”的东西，量子计算机中的晶体管可以同时记录 1 和 0，这意味着量子晶体管比普通计算机更强大。

量子计算机如何破解比特币的代码？

比特币使用一种叫做椭圆曲线数字签名算法 (ECDSA) 的东西来签署数字签名，并使用一种叫做 SHA-256 的加密标准来散列链上的块。

对于比特币，通过这些算法运行随机选择的私钥以生成公钥。 比特币协议使用这个哈希值来创建比特币公共地址。

量子计算机可以逆转这个过程，从公钥中提取私钥，瞧！ 比特币声称的不可侵犯性和不可破解性已经不复存在，你可以访问任何你想要的比特币钱包。

已经开发出威胁密码学现状的两种主要量子算法。 格罗弗和肖尔算法。

“对手可以插入自己的区块，破坏整个区块链。”

-罗伯·坎贝尔

位于马里兰州巴尔的摩的 Med Cyber​​security 总裁 Rob Campbell 告诉 Decrypt，使用 Grover 和 Shor 算法的量子计算机也可以“比任何人都更快地挖掘，因此对手可以插入他们自己的块，破坏整个区块链。” “

量子计算机何时会对比特币构成威胁？

据估计量子计算机比特币，您需要一台至少有 4,000 个量子比特（一个量子计算能力单位）的量子计算机来破解比特币代码。 问题是，当今最强大的量子计算机……要弱得多。 2019 年 10 月，谷歌推出了一台 54 夸脱的量子计算机； 它是迄今为止公开宣布的最强大的量子计算机。

但坎贝尔表示，谷歌、亚马逊、微软和 IBM 等大公司正在“快速进步”，许多小公司也是如此。

那么，量子计算威胁要多久才能成为比特币的问题？ 这取决于你问谁。 在达沃斯世界经济论坛上，谷歌母公司 Alphabet 的首席执行官桑达尔·皮查伊 (Sundar Pichai) 是首批为其设定最后期限的主要人物之一。 “在 5 到 10 年的时间里，量子计算将打破我们今天所知的加密，”他说。

一些区块链领导者并不担心这个时间表。 在 2019 年网络峰会上，Hedera Hashgraph 创始人 Leemon Baird 博士将量子计算的威胁比作 Y2K 问题——世界末日论者认为日期格式问题将在 2000 年 1 月 1 日破坏世界的主要计算机系统。 “这就像 Y2K；是的量子计算机比特币，我们不得不在 Y2K 对软件进行一些更改，”Baird 说。 “这是世界末日吗？实际上，不是。”

以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 也不甘示弱。 他在 2019 年 10 月告诉 Forkast News，“对于量子计算机可以破解的每一种加密算法，我们知道我们有一个量子计算机无法破解的替代算法 [...]”。 尽管这些可能效率较低，但“我们有升级路径，而且我们知道升级路径是什么，”他说。

但总部位于伦敦的密码学公司 Post-Quantum 的首席执行官 Andersen Cheng 告诉 Decrypt，威胁可能更加迫在眉睫。 在情报界，Cheng 以其闻名——他的公司曾与包括北约、GCHQ 和 NCSC 在内的组织的反恐部门合作——“已经有一些证据表明它可能已有两年左右的历史。”

他说 Pichai 的 5 到 10 年预测是基于商业化的量子计算机； 他说，没有政府会让人们知道他们在地下掩体中藏有一台“体育场大小”的巨大量子计算机。

皮查伊要将谷歌的量子计算机卖给其他公司，需要稳定实用。 但对于政府计算机来说，这些都不重要，“只要你能开始破解加密，”Cheng 说。

Cheng 还驳斥了量子计算机必须专门设计来破解比特币代码，以及是否需要更多时间的担忧。 由于 Shor 和 Grover 的算法已经存在，“人们知道该做什么，只是还没有做到”。 眼下，人们“只是在等待力量的出现”。

量子安全的区块链是否可能？

现在，区块链和密码学社区希望构建量子安全的区块链。

一个重要的里程碑是由美国国家标准与技术研究院 (NIST) 运行的创建后量子加密算法的竞赛，NIST 是密码学界的标准制定者。 NIST 获胜者将确定对量子计算机具有弹性的区块链算法。

好吧，区块链可以分叉为后量子安全算法。 或者，区块链可以从头开始。 例如，数字现金的创造者 David Chaum 已经开始研究 Praxxis，这是一种“抗量子”区块链，声称使用抗量子数字签名来签署平台本币 xx 的交易。

但在 NIST 做出判断之前，现在就取消一切还为时过早，Cheng 预计最迟将在 2022 年做出判断。 7月22日，NIST特此宣布进入第三轮候选名单。第三轮入围的七位候选名单是

第三轮入围名单

公钥加密/KEM

1. 经典 McEliece

2. 水晶-KYBER

3. NTRU

4.军刀

电子签名

5. 晶体-二锂

6.猎鹰

7. 彩虹签名

在那之前，比特币持有者将生活在一种量子不确定性的状态中。