量子霸權將會如何改變加密世界

前言：前幾天，谷歌宣布其“量子霸權”的實現(xiàn)，這導致人們對比特幣和加密貨幣安全的擔憂。從目前看，實踐上它還遠沒有落地，但只要存在這種可能性，加密社區(qū)就需要認真對待，并盡快做好準備，有備才能無患。

“量子霸權”的術語激發(fā)了一個關于世界大腦超級計算機的想象，想象這樣的計算機可以計算地球上每個沙灘上的沙粒。但是，谷歌官方宣稱的“量子霸權”意味著什么？實用量子計算機將如何改變加密世界？

歷經(jīng)一個月的猜測之后，谷歌宣布它已經(jīng)構建并測試了一個名為“Sycamore”的54量子位的量子處理器。該處理器看上去像是在其超冷的冷凍室中被扭動的蛇群所覆蓋。它能在200秒內(nèi)執(zhí)行復雜計算。這沒什么大不了的，對嗎？

“根據(jù)我們實驗中的測量，我們確定它要花費世界上最快的超級計算機10，000年時間來生成類似的輸出，”Sycamore的創(chuàng)建者在博客中寫到。（藍狐筆記注：它的意思是說，跟當前世界上最快的超級計算機相比較，量子計算機要先進太多太多）

量子處理器通過使用疊加和糾纏來工作。這些奇怪的量子行為實質(zhì)上使得量子芯片可以同時處理大量的數(shù)據(jù)。為了更好地理解它，想象一下，量子處理器就像是奇異博士，能夠同時“看到”各種可能的結果，然后從統(tǒng)計學上挑選出最可能的答案。（藍狐筆記注：奇異博士是漫威的超級英雄，原為神經(jīng)外科醫(yī)生，后來成為魔法師）

這意味著耗費時間的程序，例如大數(shù)分解，如找到兩個大數(shù)，其相乘后再得到另外一個大數(shù)等。此類計算對于量子計算機來說是小菜一碟。

這些機器算不上什么新東西。像D-Wave的Leap這樣的服務可以讓任何人用Python為基于云的量子計算機編寫程序。這一成就聽上去像是科幻小說。

但是，就谷歌而言，它已經(jīng)實現(xiàn)了“量子霸權”，超越幾乎所有其他現(xiàn)存機器，從理論上講，這意味著很多，而從實踐上，它沒多少意義。

“量子霸權”意味著谷歌能夠執(zhí)行在傳統(tǒng)計算機硬件上無法執(zhí)行的計算。換言之，任何“經(jīng)典的”計算機，從最快的大型機到Atari 800XL，都無法在合理時間內(nèi)（宇宙熱寂之前或10，000年之前，不管是誰先到）完成計算。

“有了第一個無法在經(jīng)典計算機上合理模擬的量子計算，我們開辟了一個新的計算領域供大家探索?！毖芯咳藛T寫道。

然而，一切都不是銀河系思維和人工智能。首先，還不清楚谷歌的說法是否是正確的。因為，為了測試他們是否確實取得“量子霸權”，他們需要在經(jīng)典計算機上運行相同的問題，從理論上，它需要花上10，000年。

進一步來說，傳統(tǒng)上你可以在量子計算上解決的問題也不是完全可行的。量子計算機很擅長在多節(jié)點網(wǎng)絡中找到最短路徑，但它并不太擅長于玩《毀滅戰(zhàn)士》。因此，這里的比較從來就沒有簡單的可比性。（藍狐筆記注：《毀滅戰(zhàn)士》是一款3D系列射擊游戲）

但是，“量子霸權”對加密貨幣和加密貨幣的挖礦來說，意味著什么？擁有高效的機器會讓你在跟所有其他人的競爭中脫穎而出？

量子飛躍

量子計算對區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的最大威脅是它破解傳統(tǒng)加密的能力。

如果你想真正毀滅加密貨幣，則可以將量子計算機瞄準SHA-256，它是一種流行的哈希算法，可以創(chuàng)建32字節(jié)的密碼“哈?！保瑥谋举|(zhì)上，它將其變成不可讀的亂碼，（例如：“5e884898da28047151d0e56f8dc6292773603d0d6aabbdd62a11ef721d1542d8”類似于“密碼”）

量子計算專家將SHA-256看作為煤礦中的眾所周知的金絲雀。（藍狐筆記注：煤礦中的金絲雀是指，金絲雀對瓦斯非常敏感。早期的煤礦工人下井帶上金絲雀作為“瓦斯監(jiān)測”，以作為安全預警）當真正的量子攻擊開始入侵全球系統(tǒng)，研究者將會恐慌。

“量子計算將影響很多種加密形式，其中包括比特幣在用的SHA-256。既然比特幣具有價值，人們將有更大動力攻擊它。然而，我相信很多更簡單的加密算法首先會被破解，這會警醒社區(qū)作出改變?！盦tum的創(chuàng)始人兼CEO Patrick Dai說。他還補充到：“破解SHA-256并非一夜之間可以達成。我們會有很多預警。最終來說，當轉(zhuǎn)換發(fā)生時，礦工可能會付出代價，因為他們會陷入不兼容的硬件，但比特幣會繼續(xù)發(fā)展。”

最終來說，研究人員認為，我們有望破解哈希算法，甚至有可能破解支持公私鑰的非對稱加密體系。

“量子計算將迫使所有加密貨幣采用新的簽名算法，因為當前的算法，也包括比特幣和以太坊在用的，被證明是容易受到簽名偽造攻擊的。”QAN（據(jù)稱是抗量子攻擊的區(qū)塊鏈）的CTO Johann Polecsak說道。

而對Vitalik Buterin來說，他并不看好量子計算。

他寫道“迄今為止，用一句話來說，我對最近“量子霸權”東西的印象是，真實的量子計算就像是核聚變之于氫彈。證明一種現(xiàn)象和從中提取能量的能力，但仍遠未直接用于有用的事物?！保ㄋ{狐筆記注：V神的大意是有理論的證明，但在工程實踐上還有很大的距離）

“非對稱加密依賴于密鑰對，也就是私鑰和公鑰。公鑰可以從其私鑰中計算出來，但反過來不行。這是由于某些數(shù)學問題的不可能性。量子計算機從量級上執(zhí)行這種操作更高效，如果用其他方法可以進行計算，也就是從公鑰可以算出私鑰的話，那么，整個機制將會被破解。這已經(jīng)被證明，我們在這些系統(tǒng)中只是需要更多的量子位和穩(wěn)定性，這些都會持續(xù)發(fā)展?！盤raxxis的創(chuàng)始人David Chaum說道。

他認為，PoW系統(tǒng)更能抗量子攻擊，即便錢包和密鑰不那么抗量子攻擊。

他說：“工作量證明（PoW）協(xié)議中挖礦所需的哈希算法通常可以抗量子攻擊。對于使用量子計算機的惡意者來說，更可能的攻擊角度是破解PoW和PoS協(xié)議中的錢包安全。”

量子計算機可以使用一種稱為“Shor”的算法來分解加密貨幣用來保護錢包安全的長整數(shù)。期望是，任何能使用量子計算破解RSA（大多數(shù)流行平臺的加密標準）的行為者都將可能保持沉默。

Chaum說：“鑒于科學進步的不可預測性，以及保密的可能性，準確預測什么時候量子計算將破解區(qū)塊鏈加密是愚蠢的事情。話雖如此，盡管量子計算機發(fā)展的障礙很難克服，但沒有證據(jù)表明它們是無法克服的?！?/p>

同時，他還補充道：

“將來有一天，使用Shor的算法來破解很多加密系統(tǒng)的量子計算會被生產(chǎn)出來。如果直到那天來臨時，區(qū)塊鏈社區(qū)一直忽視這個問題將會愚蠢的。在四年多前NSA指示政府機構停止在對量子敏感的加密系統(tǒng)上工作。NSA一直非常嚴肅地看待量子計算。我們也應該如此?！?/p>

底線很簡單：一旦量子霸權開始觸及現(xiàn)實世界的實施，那么，包括加密領域在內(nèi)，一切都將失控。減少損失的唯一辦法是做好準備。

“就比特幣而言，如果有人比其他人先獲得量子計算能力，那么，他們能在網(wǎng)絡升級之前開始轉(zhuǎn)移大量的比特幣余額。目前最好的防御方法是只使用一次比特幣地址，這樣就不會泄漏公鑰?！奔用茇泿懦鮿?chuàng)公司Freedom Stack的CEO Adrian Scott說道。

不幸的是，就像量子比特的怪異性質(zhì)一樣，當這些機器開始攻擊流行的加密平臺時，沒有人知道會發(fā)生什么。

Scott說：“這就像是加密世界的Y2K問題，因為這確實意味著跨網(wǎng)絡平臺的重大升級，很多應用使用的軟件庫，與其他系統(tǒng)的集成等。我們也無法確定地知道“抗量子”的方法到底能多抗量子。（藍狐筆記注：Y2K是指千年蟲問題，千年蟲是指程序處理日期上的bug，某些使用了計算機程序的系統(tǒng)中，由于其中的年份使用的是兩位十進制數(shù)來表示，導致當系統(tǒng)進行跨世紀的日期處理運算時會出現(xiàn)錯誤，從而引發(fā)系統(tǒng)的紊亂或崩潰）
來源： 藍狐筆記?