Johann Polecsak

2019年9月，谷歌宣布實現(xiàn)了量子霸權(quán)，他們在一臺53比特的量子計算機上僅用3分20秒便完成了在超級計算機上需要一萬年的計算。量子計算引發(fā)更加廣泛關(guān)注的同時，也引發(fā)了不少擔憂，特別是在加密領(lǐng)域。

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

過去的12個月，量子計算這一主題在數(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，因為現(xiàn)在流傳著大量錯誤的信息。

我們的比特幣會被盜嗎

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

真正令人震驚的是，“量子否認者”駁斥了現(xiàn)實，并堅持認為應(yīng)該遏制這種擔憂。事實恰恰相反，我們必須合力解決這個問題，因為復(fù)雜的分布式系統(tǒng)很難升級到全新的加密貨幣堆棧。如果花費10年甚至更長時間，量子計算發(fā)展到預(yù)期的程度、數(shù)字加密的生態(tài)系統(tǒng)可能會受到極大破壞。

可以肯定的是，當前的加密方案（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算機可執(zhí)行的簽名偽造的攻擊。

非對稱密碼學(xué)依賴于密鑰對（即私鑰和公鑰），其中，可以從私鑰對中計算出公鑰，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)都會使用該公鑰。

如果可以用另一種方式進行計算（即從公共密鑰計算私有密鑰），整個方案就會被破壞。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。

谷歌會挖走所有剩余的比特幣嗎

這是另一個經(jīng)常被問到的問題，但實際上，量子計算機在對稱密碼相關(guān)計算上的效率遠低于非對稱密碼相關(guān)計算。比如說，在主流計算機上需要2128次操作才能找到給定BTC公鑰的BTC私鑰，在量子計算機上只需花費1283次操作即可實現(xiàn)。

對于哈希函數(shù)，差異（盡管仍然很大）要小得多。從本質(zhì)上講，我們需要更多地擔心量子計算機花或偷人們的錢，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”，這意味著比特幣只能由量子計算機來開采。

棘手的問題是，已經(jīng)達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)塊的時間戳字段，因為他們已經(jīng)經(jīng)歷了給定區(qū)塊所有可能的隨機數(shù)，而沒有找到低于難度目標的結(jié)果。有鑒于此，我敢說這個與采礦有關(guān)的問題是理論上的，而不是實際的。我們已經(jīng)注意到，即使沒有基于量子計算挖礦，時間也是限制挖到礦的因素，而不是性能。

每個人都應(yīng)該關(guān)注的一件事

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

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

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