Google的量子計(jì)算機(jī)2020年是否會(huì)盜取比特幣

Johann Polecsak

2019年9月，谷歌宣布實(shí)現(xiàn)了量子霸權(quán)，他們?cè)谝慌_(tái)53比特的量子計(jì)算機(jī)上僅用3分20秒便完成了在超級(jí)計(jì)算機(jī)上需要一萬(wàn)年的計(jì)算。量子計(jì)算引發(fā)更加廣泛關(guān)注的同時(shí)，也引發(fā)了不少擔(dān)憂，特別是在加密領(lǐng)域。

對(duì)于數(shù)字加密貨幣而言，2020年我們還不需要擔(dān)心比特幣被量子計(jì)算機(jī)挖走，但開發(fā)者和公司都應(yīng)該做好準(zhǔn)備。對(duì)于普通人而言，更需要關(guān)心的量子計(jì)算或許會(huì)花了你的錢。

過(guò)去的12個(gè)月，量子計(jì)算這一主題在數(shù)字加密領(lǐng)域內(nèi)逐漸引起人們的關(guān)注。鑒于關(guān)注度的提高，為數(shù)字加密社區(qū)解決一些有關(guān)量子霸權(quán)的問題是值得的，因?yàn)楝F(xiàn)在流傳著大量錯(cuò)誤的信息。

我們的比特幣會(huì)被盜嗎

許多人擔(dān)心Google的54量子位量子處理器Sycamore可能會(huì)超越現(xiàn)有系統(tǒng)并竊取每個(gè)人的比特幣。如果不改變當(dāng)前比特幣網(wǎng)絡(luò)，很可能在5～10年內(nèi)成為現(xiàn)實(shí)。因此，目前用戶無(wú)需擔(dān)心，但建議開發(fā)者做好準(zhǔn)備。

真正令人震驚的是，“量子否認(rèn)者”駁斥了現(xiàn)實(shí)，并堅(jiān)持認(rèn)為應(yīng)該遏制這種擔(dān)憂。事實(shí)恰恰相反，我們必須合力解決這個(gè)問題，因?yàn)閺?fù)雜的分布式系統(tǒng)很難升級(jí)到全新的加密貨幣堆棧。如果花費(fèi)10年甚至更長(zhǎng)時(shí)間，量子計(jì)算發(fā)展到預(yù)期的程度、數(shù)字加密的生態(tài)系統(tǒng)可能會(huì)受到極大破壞。

可以肯定的是，當(dāng)前的加密方案（包括比特幣和以太坊使用的方案）已經(jīng)被證明容易受到量子計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的簽名偽造的攻擊。

非對(duì)稱密碼學(xué)依賴于密鑰對(duì)（即私鑰和公鑰），其中，可以從私鑰對(duì)中計(jì)算出公鑰，反之則不然。這是由于某些數(shù)學(xué)問題，例如將大質(zhì)數(shù)的乘積分解為因數(shù)，或計(jì)算生成公鑰的生成器的被乘數(shù)，大多數(shù)區(qū)塊鏈和密碼系統(tǒng)都會(huì)使用該公鑰。

如果可以用另一種方式進(jìn)行計(jì)算（即從公共密鑰計(jì)算私有密鑰），整個(gè)方案就會(huì)被破壞。我們所需要的只是這些系統(tǒng)中的更多穩(wěn)定的量子位，以使此類攻擊變得可執(zhí)行。

谷歌會(huì)挖走所有剩余的比特幣嗎

這是另一個(gè)經(jīng)常被問到的問題，但實(shí)際上，量子計(jì)算機(jī)在對(duì)稱密碼相關(guān)計(jì)算上的效率遠(yuǎn)低于非對(duì)稱密碼相關(guān)計(jì)算。比如說(shuō)，在主流計(jì)算機(jī)上需要2128次操作才能找到給定BTC公鑰的BTC私鑰，在量子計(jì)算機(jī)上只需花費(fèi)1283次操作即可實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于哈希函數(shù)，差異（盡管仍然很大）要小得多。從本質(zhì)上講，我們需要更多地?fù)?dān)心量子計(jì)算機(jī)花或偷人們的錢，而不是為谷歌挖到剩余的比特幣而煩惱。即使是這種情況，在成功地開采了2016年的區(qū)塊之后，它將難度設(shè)置為“量子級(jí)”，這意味著比特幣只能由量子計(jì)算機(jī)來(lái)開采。

棘手的問題是，已經(jīng)達(dá)到了這樣的難度水平，礦工需要等待才能重新調(diào)整給定區(qū)塊的時(shí)間戳字段，因?yàn)樗麄円呀?jīng)經(jīng)歷了給定區(qū)塊所有可能的隨機(jī)數(shù)，而沒有找到低于難度目標(biāo)的結(jié)果。有鑒于此，我敢說(shuō)這個(gè)與采礦有關(guān)的問題是理論上的，而不是實(shí)際的。我們已經(jīng)注意到，即使沒有基于量子計(jì)算挖礦，時(shí)間也是限制挖到礦的因素，而不是性能。

每個(gè)人都應(yīng)該關(guān)注的一件事

比特幣持有者是否應(yīng)該擔(dān)心2020年的量子問題？答案是否定的，但有一個(gè)警告：加密貨幣和企業(yè)應(yīng)該關(guān)注這個(gè)問題。

如果已經(jīng)制造出數(shù)量比Google Sycamore強(qiáng)大得多的量子計(jì)算機(jī)，而我們卻不被允許知道這些量子計(jì)算機(jī)怎么辦？

我們應(yīng)該盡快在區(qū)塊鏈應(yīng)用和所有其他依賴非對(duì)稱加密的系統(tǒng)（例如，銀行和政府等）中尋求并升級(jí)到抗量子加密堆棧。量子霸權(quán)是不可避免的，只是何時(shí)的問題。