量子計算十年內無法破解比特幣_比特幣:40億比特幣能提現嗎

在量子計算突飛猛進的今天，很多人開始擔心量子霸權對全球信息系統的主要加密算法，包括比特幣網絡所依賴的橢圓曲線算法的威脅。

近日，馬克韋伯等學者在《AVS量子科學》上刊登的一篇研究論文顯示，要想在有效時間段內破解比特幣網絡的256位橢圓曲線加密算法，需要量子計算機至少擁有3.17億個量子位，而當今最先進的IBM的超導量子計算機，也僅僅只有127個量子位。即使量子計算機的量子位數或性能以摩爾定律增長，十年內也難以撼動比特幣。

Ripple CTO：量子計算對加密貨幣的未來構成嚴重威脅:Ripple首席技術官David Schwartz在播客上表示，量子計算將打破比特幣和XRP等加密貨幣以及整個互聯網的安全加密算法。他認為開發人員至少還有8年的時間，直到這項利用量子物理特性進行快速計算的技術變得足夠復雜，足以破解加密貨幣。（dailyhodl）[2020/7/25]

比特幣是第一個去中心化的加密貨幣，如今依然是穩定全球加密貨幣市場的“定海神針”。比特幣的特性使其成為對沖通脹的理想工具，其供給率是已知的，隨著時間的推移而降低，并且完全獨立于需求。此外，比特幣區塊鏈的去中心化特性使其具有抗審查性，并且可以以無需信任的方式運行。

戴萬陽：區塊鏈互聯網與新基建及量子計算:金色財經報道，數字島與清華大學技術創新發展中心聯合主辦的“2020高校區塊鏈技術創新云論壇”6月20日成功舉辦。論壇由數字島發起人兼CEO劉靖主持，匯集“百校百人百媒”，探討高校區塊鏈技術創新與人才培養。

南京大學教授博導、迪普思數字經濟研究所首席科學家、美國區塊鏈與量子計算SIR Forum理事長與CEO、大數據區塊鏈與智能信息專委會主任、可信區塊鏈專委會特邀專家戴萬陽發表了名為《區塊鏈互聯網與新基建及量子計算》的主題演講，全面講述了區塊鏈與量子區塊鏈的概念內涵、演化發展、在社會各個領域具體應用和存在的風險因子，重點從大數據和行業的角度給我們闡述了區塊鏈技術在新時期的重要地位與作用。[2020/6/21]

量子計算機可能以兩種主要方式對比特幣網絡構成威脅。第一個也是難度最大的威脅是對工作量證明機制的威脅，為此，量子計算機可以使用Grover算法在SHA256協議的散列上實現二次加速。在可預見的未來，量子計算的算法加速不太可能彌補相對于最先進的經典計算，顯著較慢的時鐘周期時間。

動態 | 哈工大機器人集團與國內首家量子計算企業簽合作協議:據華爾街見聞消息，近日，哈工大機器人集團與合肥本源量子計算科技有限公司簽署合作協議。根據協議，雙方將共同開展量子計算機原型、操作系統、量子軟件、量子傳感和區塊鏈等領域的研究開發工作，共同拓展量子計算領域的應用市場；還將在工業互聯網的量子賦能、智能制造量子賦能、高精密量子傳感器等方面開展合作。[2018/9/26]

第二個也是更嚴重的威脅是對簽名的橢圓曲線加密的攻擊。比特幣使用橢圓曲線數字簽名算法(ECDSA)，該算法依賴于橢圓曲線離散對數問題(ECDLP)的難度，不過Shor算法使得量子計算機解決該問題的速度獲得指數級的提升。

“量子計算”發展超預期 區塊鏈技術命門將受打擊？:曾有預測認為，十年內，量子計算將會給區塊鏈(包括比特幣)帶來毀滅性的打擊。在去年底召開的Crypto 2017會議(頂尖的區塊鏈密碼技術人員會議 )上，全球還“沒有人擔心”量子計算風險，雖然有些專家稱，量子計算的出現將危及所有現有加密方法(包括RSA令牌)的安全性，并影響整個金融和銀行業的安全，包括區塊鏈。而近日，量子計算的迅速發展超出眾人預期。中科院量子計算機研究宣布取得突破性進展，中科院量子信息與量子科技創新研究院在超導量子計算方向發布11量子比特的云接入超導量子計算服務，這一進展讓量子計算又一次成為焦點。值得注意的是，美國國家安全局（NSA）也早在2015年便開始研究量子密碼系統。[2018/3/1]

比特幣使用ECDSA在執行交易時使用的公鑰和私鑰之間進行轉換，在安全的比特幣交易中，比特幣公鑰可被竊聽的唯一時間窗口是在交易被廣播到網絡之后但在其在區塊鏈中被接受之前。在此窗口中，交易在“內存池”中等待一段時間，具體取決于支付的費用；此過程所需的時間平均為10分鐘，但通常可能需要更長的時間。Gidney和Eker估計，破解RSA加密需要20×106個量子位。

上圖：破解比特幣256位橢圓曲線加密所需的物理量子比特位數

作者指出，在特定的時間范圍內，代碼周期時間和可實現的物理量子比特的數量可能會因硬件類型而異。在設想容錯實現時，需要根據對空間或時間的偏好做出許多決定。在這項工作中，研究者比較了并行化的表面代碼策略和AutoCCZ，后者的資源估算低于前者，兩種策略都可以“空間換時間”的堆砌方式，將量子計算的理論加密破解速度提升到其反應極限。

例如，研究者根據最新的算法和表面代碼策略估算，要想在10天內破解RSA加密，如果基本誤差為103，需要一個擁有6.5億個量子位，占地面積位3600平米的量子計算機。

研究者將同樣方法應用于測算破解256橢圓曲線公鑰加密所需的邏輯資源。結果顯示，在比特幣交易公鑰暴露的一小時內破解加密所需的物理量子比特數可量化為代碼周期時間和基本物理錯誤率的函數。要想在一天內破解比特幣交易公鑰，需要13x106個物理量子比特位，但是，正如前文所述，要想真正有效破解比特幣交易密鑰需要在1小時內完成公鑰破解，這需要大概3.17億個量子位！如果將基礎物理錯誤率調高至更樂觀的104，仍需要3300萬個量子位！

而當今最先進的量子計算機，IBM的超導量子計算機也只有127個物理量子位。

如此龐大的量子計算資源需求意味著比特幣網絡將在多年內免受量子計算攻擊。

研究者指出，即便新的量子計算技術，例如更靈活的物理量子比特連接技術取代今天的糾錯技術，能夠顯著降低對物理量子位數量的要求，也必須考慮隨之產生的較低的邏輯運算率。此外，比特幣網絡也可以采用抗加密方法執行軟分叉來消除這種威脅，但這也可能存在與切換相關的嚴重擴展問題。

論文地址：

https://avs.scitation.org/doi/10.1116/5.0073075

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