比特币:量子计算机是加密货币的克星吗

2020年12月4日,中国科学技术大学正式对外宣布其创造出了世界一流的量子计算机原型“九章”,至此,中国成为了全世界第二个拥有量子计算机的国家。九章计算机在计算波色采样的问题只需要几百秒的计算时间,而同样的问题超级计算机就需要计算几十亿年。如果用量子计算机来挖矿的话,是不是比特币也会在很短的时间内被全部挖完呢?很多人认为一旦量子计算机的技术成熟,比特币系统就会崩溃,同样的,如果用量子计算机去破解比特币钱包的话,我们的加密资产也会被黑客瞬间洗劫一空。目前电子计算机的算力在量子计算机的面前就好像一滴水和太平洋的差距,因此,基于以上我们似乎可以理解为什么很多人对加密领域都持有悲观的态度。那么量子计算机真的是加密资产的末日吗?首先,让我们来了解一下什么是量子计算机。量子计算机是一种使用量子逻辑进行通用计算的设备。以量子的状态作为计算单位,目前量子计算机使用的是如原子、离子、光子等物理系统。不同类型的量子计算机使用的是不同的粒子。不同于电子计算机,量子计算用来存储数据的对象是量子比特,它使用量子算法来进行数据操作,它最大的特点就是计算速度快。用速度如此之快的量子计算机去挖矿的话就代表了庞大的算力,是否可以一瞬间把加密货币都挖走呢?答案是:不会!下面我们来从技术角度分析一下。

Ledger:量子计算技术不太可能对PoW区块链造成太大影响:加密货币钱包制造商Ledger于官网发文探讨量子计算技术对加密货币的影响。文章称,关于量子计算技术如何影响加密货币主要有两种思路。

其一,量子计算可能会对用于生成公钥的非对称加密技术构成威胁。简单来说就是可以通过量子计算进行反向工程,进而获得属于某个地址的私钥。这个对加密货币最大的威胁,因为持有私钥即可控制资产。

其二,量子计算可能会对工作证明(PoW)区块链的挖矿协议构成威胁,比如比特币。然而,这似乎不太可能。虽然量子计算对非对称加密技术的影响可能是巨大的,但对于哈希计算对称加密的影响却小得多。PoW区块链的挖矿难度也可能会适应量子时代。此外,区块链可以通过分叉进行某些更新,以减轻量子计算可能带来的威胁。[2020/7/11]

声音 | 姚前:量子计算短期不会让区块链和数字货币失去发展意义:国务院参事室研究员、前中国人民银行数字货币研究所所长姚前发表《量子计算会让区块链和数字货币失去意义?会出现量子货币吗?》文章,姚前表示,由于密码学是区块链的关键要素,是实现数字货币安全可信的技术基础,因此人们不免担忧,量子计算的发展是否会对区块链和数字货币的安全带来威胁,甚者有人断言在量子计算机面前,区块链不值一提。但目前看,定论尚早。一是量子计算算法(如Grover算法和Shor算法)对非对称密码体系的威胁较大,但对对称密码、哈希算法的影响相对较小。二是目前没有证据证实或证伪量子计算机可以解决NP(Nondeterministic Polynomial,非确定性多项式)完全问题,也无法轻易地论断在量子计算环境下,依据计算复杂性的密码技术就没有前途了。三是密码学历来是在编码和破译、攻击和防守、矛和盾的对抗中发展起来,不能说有量子计算了,密码就不行了,量子计算也有其不擅长的地方,亦可构造抗量子密码体制,比如多变量公钥密码体制、基于Hash函数的数字签名方案、基于纠错码的密码体制和基于格的密码体制等。

因此,量子计算是否让区块链和数字货币失去了发展意义,短期内并不好说。但有一点是肯定的,那就是随着技术的发展,货币形态以及货币技术必然也会发生相应的改变。在量子时代,基于区块链技术的加密货币或许将继续存在,只不过它可能会采用更先进的抗量子密码技术。而另外一种可能是,它将被一种新型的基于量子技术的货币形态替代,也就是现在学术界有人在探索的量子货币。[2019/12/12]

比特币用到的加密算法主要有两种:椭圆曲线密码学和sha256哈希算法。其中椭圆曲线数字签名算法主要用于公钥和私钥的生成,sha256哈希算法主要用于公钥生成钱包地址以及挖矿时的工作量证明,它被用于以公钥对应的钱包的地址,就是把一个输入以一种不可逆的方式转化成另一种输出,它有非常强的单向性,因此要从输出推导出输入是完全不可能的。那么能否用量子计算机来提高挖矿的速度呢?比特币系统的协议规定了算力会随着运算的次数而水涨船高,一直增加到平均每10分钟才能算成功一次。挖比特币的过程就是不断的循环执行sha256的运算过程,比特币的公钥和对应的地址之间做了sha256加密,而这种算法从理论上来说量子计算机是无法计算的,且目前尚未有可破解sha256的算法。即使未来的某一天量子计算机技术真的成熟了,因为它触动了所有比特币持有者共同的利益,到时候通过共识机制进行分叉升级也是自然而然的事了。以上我们可以看到,至少根据现有的技术,量子计算机是不会对加密货币有威胁的,甚至还会推动区块链产业发展。目前世界上的量子计算机研究的大多是针对某个特定的问题,例如“九章”量子计算机就是专门解决波色采样的问题,而若是要为比特币算法专门制造一台量子计算,其研发成本是相当高昂的,从投入产出比来看的话,或许这桩“生意”并不划算。

声音 | V神:从来没有试图说服任何人为“量子计算机开采比特币”项目把钱给“我”:据ambcrypto报道,在共同创立ETH之前,Vitalik Buterin参与了计算机程序的开发,以解决多项式时间内的NP完全问题,据称他通过模拟一台量子计算机从投资者那里筹集资金。比特币核心开发者、Blockstream联合创始人兼首席技术官Gregory Maxwell表示,V神“使用了量子计算机进行”。Interchange的联合创始人Dan Hedl在twitter上发帖称,V神“试图说服投资者为他提供资金,让他建造一台量子计算机来开采比特币”。V神回应表示,从来没有试图说服任何人为那个项目把钱给“我”(或给任何我有经济利益的实体)。我建议你重新评估你对我的看法;这个过程甚至可以让你相信以太坊是有趣的,值得你花时间去探索和参与!Hedl随后删除推文并道歉。V神之前曾表示他被参与撰写项目文件的人“愚弄”了。[2019/6/23]

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