谷歌的最新量子计算机能破解比特币吗?

时间:2021-11-18|浏览:195

近日,谷歌称已实现量子霸权的新闻在各种媒体上刷屏。

量子霸权又称量子优势,是指与目前的计算机相比,量子计算机具有碾压优势,即在未来的某个时刻,功能非常强大的量子计算机几乎不可能完成当前计算机的任务。

在论文中,谷歌研究人员表示,谷歌的处理器可以 3 分 20 秒内,完成世界排名第一的超级计算机 Summit 计算需要一万年才能完成。


量子计算机引起了许多加密资产持有者的担忧,担心比特币等加密资产是否安全,是否容易被量子计算机破解。

谷歌的最新量子计算机能破解比特币吗?

先说结论:至少现阶段不用担心。即使未来通用量子计算机大规模出现,比特币也不一定会被杀死。

接下来说说相关原因。

比特币使用的加密算法主要包括 2 类型:椭圆曲线数字签名算法(ECDSA),SHA256 哈希算法ECDSA 主要用于生成私钥和公钥;SHA256 主要用于公钥生成钱包地址和挖掘工作量证明(PoW)。

量子计算机威胁 ECDSA 安全。1994 年,设计专门用于分解因数 Shor 算法,足够强的量子计算机(硬件) Shor 该算法(软件)可以通过公钥破解私钥。

当然,量子计算机的破解过程也需要很长时间。而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。

即使量子计算机足够强大,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。

感谢中本聪在设计比特币时没有直接将公钥作为比特币的收款地址。比特币的公钥和相应的地址之间做了 SHA256 加密目前还没有得到有效的解决 SHA256 的算法。

比如大白需要转小黑的话 1BTC大白钱包地址里有 3BTC转账时,只需将比特币的变更地址设置为自己掌握私钥的全新比特币地址即可。这样,转账时,1BTC 进入小黑地址,找到零 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,你可以在白话区块链之前阅读推文没有UXTO比特币可能无法稳定运行10年。

当你在区块链浏览器上查询这笔交易时,你可以看到大白转出的地址和相应的公钥、小黑的地址和零的新地址。因为转出地址用完了就废弃了,里面没有 BTC所以即使看到公钥,用量子计算机破解私钥也没关系。

至于暴露的小黑收款地址和零的新地址,由于量子计算机缺乏有效的解决方案 SHA256 该算法不能通过地址破解公钥,因此是安全的。

现在的计算机符合摩尔定律,即计算机芯片的晶体管密度为 18 一个月翻一番,计算能力翻倍。但近年来,晶体管的尺寸逐渐接近物理极限,计算机计算能力的指数级增长放缓,摩尔定律逐渐失效。量子计算机的强大之处在于它以双指数的速度增长,即计算能力的增长指数也是指数级增长。这使得传统计算机需要数万年的计算量,量子计算机可以在短时间内完成。

但量子计算机所做的只是大幅度减少计算时间,它仍然需要时间来计算。

前面提到,目前还没有有效的解决方案 SHA256 算法,所以在用量子计算机挖比特币的时候,只能像其他矿机一样一个个找随机数来尝试,只是量子计算机运算更快。比特币有一个难度调整机制,可以通过调整难度来对抗量子计算机计算能力的增长,也可以通过升级来对抗 SHA256 算法(例如升级到 SHA384、SHA512)增加挖掘难度。

需要注意的是,以上讨论都是基于量子计算机非常成熟,价格低廉的前提假设。

现实是量子计算机还处于实验室阶段。谷歌研究人员还表示,谷歌的量子计算机只能进行单一的技术计算,需要几年时间才能解决实际问题。到目前为止,还没有一台通用的量子计算机,可靠的专用量子计算机还没有出现。

魔高一尺,道高一丈,量子计算机在向前发展的同时,加密算法也在不断进步。

在「得到」的《卓克·密码学 30 在讲座中,著名科普作者卓克提到了对抗量子计算机的第七代加密方法——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。

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