比特币:量子计算机新进展,钱包还安全吗?

编者按:本文来自白话区块链,作者:JackyLHH,Odaily星球日报经授权转载。几乎每隔一段时间,便会传出量子计算机的“突破性进展”。进而引起业内部分用户的恐慌:量子计算机的出现会破解比特币的加密算法,加密世界即将崩塌。

这不,最近美国公司霍尼韦尔官方宣布在量子计算领域取得突破性进展,将提升量子计算机的性能。并且,霍尼韦尔还声称将在未来三个月发布全球最强大的量子计算机。

加拿大银行使用量子计算模拟加密采用场景:金色财经报道,加拿大银行使用量子计算模拟加密采用场景,结合了USDT区块链数据和10家主要金融机构的公共数据。模型中的大多数情况表明,非金融机构采用加密货币的速度会很慢,因为将法定货币转换为数字资产需要一些前期知识和成本。(Decrypt)[2022/4/14 14:24:36]

量子计算机,来源:MITTechnologyReview这引起了不少加密资产持有者的担心,担心比特币等加密资产是否还安全,会不会轻易被量子计算机破解?这里先说结论:至少目前阶段大家不需要担心,即便将来通用的量子计算机大规模出现,比特币也不一定会被“杀死”。接下去,我们说说相关的原因。比特币用到的加密算法主要有2种:椭圆曲线数字签名算法,SHA256哈希算法。其中,ECDSA主要用于私钥、公钥的生成;SHA256主要用于公钥生成钱包地址,以及挖矿时的工作量证明。量子计算机会威胁到ECDSA的安全性。1994年,设计出了专门用来分解因数的Shor算法,足够强的量子计算机加上Shor算法,可以通过公钥破解出私钥。当然,量子计算机的这个破解过程也需要花费比较长的一段时间,况且量子计算机的发展也不是一帆风顺,刚开始的性能也没那么强大。即便量子计算机足够强大了,也有办法保护自己的比特币安全:每次只使用一次性比特币地址。这要感谢中本聪当初在设计比特币的时候,没有直接将公钥当作比特币的收款地址。比特币的公钥和对应的地址之间,做了SHA256加密,而目前并没有可以有效破解SHA256的算法。举个例子,如果大白需要给小黑转1BTC,大白的钱包地址里有3BTC,只要在转账的时候,将比特币的找零地址设为一个自己掌握私钥的、全新的比特币地址即可。这样,转账的时候,1BTC进入到小黑的地址,找零的2BTC进入到了大白的新地址。关于比特币的找零机制和UTXO模型,可以阅读白话区块链之前的推文《没有UTXO,比特币或不能如此稳定运行10年》。在区块链浏览器上查询这笔交易时,可以看到大白转出的地址和对应公钥,小黑的地址,找零的新地址。由于转出地址用完即废弃,里面没有任何BTC,所以即使看到了公钥,用量子计算机破解出了私钥也没关系。至于暴露的小黑收款地址和找零的新地址,由于量子计算机缺乏有效破解SHA256的算法,无法通过地址破解出公钥,所以是安全的。

动态 | 全新零知识证明论文被IEEE学术会议收录 或能抵抗量子计算机:由四位研究人员共同发表的论文透明多项式委托及其在零知识证明中的应用被第 41 届电气电子工程师学会安全隐私学术会议(IEEE S&P 2020)接受,其作者之一的Yupeng Zhang在推特上公开了该消息,他来自于德克萨斯州农工大学,另外三名作者来自于加州大学伯克利分校,分别是Jiaheng Zhang、Tiancheng Xie和Dawn Song (宋晓冬),宋晓冬教授也是区块链隐私计算平台Oasis Labs的创始人。据Yupeng Zhang介绍,该论文提出了一个全新且透明的零知识证明机制,可以提供非常快的验证时间,也不需要可信设置(trusted setup)。论文中介绍到,该零知识证明机制仅使用了轻量级的加密算法比如抗碰撞的哈希函数,所以也可能是量子安全的。[2019/12/26]

声音 | Hedera创始人:量子计算只是加密技术的“千年虫问题”:据Decrypt今日消息,Hedera Hashgraph创始人Leemon Baird消除了人们关于量子计算对加密货币的影响的担忧,在2019年全球网络峰会上发表讲话时,他将其比喻为Y2K(千年虫问题),也就是程序员在世纪之交解决的日期格式化问题。[2019/11/8]

矿机,来源:www.hellobtc.com那量子计算机会不会对比特币的挖矿产生影响呢?现在的计算机符合“摩尔定律”,即计算机芯片的晶体管密度每18个月翻一番,算力增长一倍。但是近年来,晶体管的尺寸逐渐逼近物理极限,计算机算力的指数级增长在放缓,摩尔定律逐渐失效中。量子计算机厉害的地方在于,它是以双指数的速度增长,即算力的增长指数也是指数级增长。这让传统计算机需要几万年的计算量,量子计算机可以在短时间内完成。但是,量子计算机做到的只是大幅削减计算时间,它还是要花时间计算的。前文我们提到,目前并没有可以有效破解SHA256的算法,所以利用量子计算机挖比特币时,也只能和其他矿机一样,一个一个地找随机数去试,只不过是量子计算机运算速度更快而已。比特币有难度调整机制,可以通过调整难度对抗来自量子计算机的算力增长,还可以通过升级SHA256算法,来增加挖矿难度。需要注意的是,以上的讨论都是建立在“量子计算机已经非常成熟了,而且还价格低廉”的前提假设。现实的情况是,量子计算机还处于实验室阶段。目前量子计算机只能进行单一的、技术性很强的计算,使用它解决实际问题还需要数年时间。截至目前,还没有一个通用的量子计算机出现,可靠的专用量子计算机也还没有问世。魔高一尺,道高一丈,量子计算机在向前发展的同时,加密算法亦会持续进步。在「得到」的《卓克·密码学30讲》中,著名科普作者卓克就提到了对抗量子计算机的第七代加密法——量子加密。量子加密和其他加密法不同,不但使用了数学,还使用了物理中的量子理论。量子计算机也很有可能无法破解,因为如果破解了,就违反了量子力学的基本原理。

动态 | 自然杂志:量子计算机使区块链安全性受到威胁:世界顶级科学杂志《自然》在文章《量子计算机使区块链安全性受到威胁》提到,区块链是一种数字工具,它使用加密技术来保护信息,避免其受到未经授权的更改。区块链安全性依赖于“单向”的数学函数,在传统计算机上难以反向计算,但在十年内,量子计算机将能够破解区块链的加密代码。但是使用量子安全加密和量子互联网技术能增强区块链安全性且提高其性能。[2018/11/19]

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