SHA:量子計算機是加密貨幣的克星嗎

2020年12月4日，中國科學技術大學正式對外宣布其創造出了世界一流的量子計算機原型“九章”，至此，中國成為了全世界第二個擁有量子計算機的國家。九章計算機在計算波色采樣的問題只需要幾百秒的計算時間，而同樣的問題超級計算機就需要計算幾十億年。如果用量子計算機來挖礦的話，是不是比特幣也會在很短的時間內被全部挖完呢？很多人認為一旦量子計算機的技術成熟，比特幣系統就會崩潰，同樣的，如果用量子計算機去破解比特幣錢包的話，我們的加密資產也會被黑客瞬間洗劫一空。目前電子計算機的算力在量子計算機的面前就好像一滴水和太平洋的差距，因此，基于以上我們似乎可以理解為什么很多人對加密領域都持有悲觀的態度。

聲音 | 趙東：量子計算機成為威脅之前，比特幣可能已升級到抗量子的算法:趙東發布微博稱，今天特意請教了研究抗量子密碼算法的專家丁津泰教授，教授表示，未來量子計算機的確可能會威脅到比特幣的橢圓曲線加密算法，但需要操作一百萬級別的量子比特數才可以做到。 目前世界上最先進的量子計算機只能操作幾十個量子比特。趙東表示，等到量子計算機成為威脅之前，比特幣可能就升級到抗量子的算法了。[2019/1/26]

那么量子計算機真的是加密資產的末日嗎？首先，讓我們來了解一下什么是量子計算機。量子計算機是一種使用量子邏輯進行通用計算的設備。以量子的狀態作為計算單位，目前量子計算機使用的是如原子、離子、光子等物理系統。不同類型的量子計算機使用的是不同的粒子。不同于電子計算機，量子計算用來存儲數據的對象是量子比特，它使用量子算法來進行數據操作，它最大的特點就是計算速度快。用速度如此之快的量子計算機去挖礦的話就代表了龐大的算力，是否可以一瞬間把加密貨幣都挖走呢？答案是：不會！下面我們來從技術角度分析一下。

ECHO技術負責人張楠：相比黑客 區塊鏈更應該警惕量子計算機:5月19日，ECHO公鏈技術負責人張楠受邀作為首屆全球區塊鏈黑客馬拉松導師參與區塊鏈項目輔導。會上，張楠呼吁現場區塊鏈從業者：相比于黑客，區塊鏈更應該警惕量子計算機！他指出，谷歌已經研發出72量子比特（qubits）超導量子計算機,雖然這短期還不足以威脅區塊鏈，但ECHO公鏈團隊前瞻性采用了抗量子特性技術方案——后量子密碼，運用LWE算法（伴隨誤差學習）抵抗來自量子計算機的攻擊。ECHO團隊還將會考慮開發與OpenSSL一同工作的Ring-LWE密鑰交換協議，實現后量子時代區塊鏈的安全問題。[2018/5/19]

比特幣用到的加密算法主要有兩種：橢圓曲線密碼學和sha256哈希算法。其中橢圓曲線數字簽名算法主要用于公鑰和私鑰的生成，sha256哈希算法主要用于公鑰生成錢包地址以及挖礦時的工作量證明，它被用于以公鑰對應的錢包的地址，就是把一個輸入以一種不可逆的方式轉化成另一種輸出，它有非常強的單向性，因此要從輸出推導出輸入是完全不可能的。

量子計算機的出現 或會影響到虛擬貨幣的安全:FISCO Bitcoin News發表一篇文章，闡述未來量子計算機對虛擬貨幣的影響。文中提到，量子計算機于2011年由加拿大D Wave Systems公司首次推出，并于去年11月由日本電報電話公司（NTT）在互聯網上公開使用。文中稱，有人認為量子計算機技術的出現可能會使虛擬貨幣失效，量子計算機擁有傳統電腦的億萬倍的算力，很容易從公鑰計算出私鑰，因此，一旦量子計算機使公鑰失效，區塊鏈技術和虛擬貨幣也將會無效。但也有樂觀者認為量子計算機并非使所有的區塊鏈和加密貨幣失效，因為新的加密技術和區塊鏈技術在開發的同時也在發展。文章最后得出結論，預計現有的公鑰密碼體制將會失效，但通過采用取代公鑰的加密方式，虛擬貨幣將會繼續存在。[2018/1/17]

那么能否用量子計算機來提高挖礦的速度呢？比特幣系統的協議規定了算力會隨著運算的次數而水漲船高，一直增加到平均每10分鐘才能算成功一次。挖比特幣的過程就是不斷的循環執行sha256的運算過程，比特幣的公鑰和對應的地址之間做了sha256加密，而這種算法從理論上來說量子計算機是無法計算的，且目前尚未有可破解sha256的算法。即使未來的某一天量子計算機技術真的成熟了，因為它觸動了所有比特幣持有者共同的利益，到時候通過共識機制進行分叉升級也是自然而然的事了。

以上我們可以看到，至少根據現有的技術，量子計算機是不會對加密貨幣有威脅的，甚至還會推動區塊鏈產業發展。目前世界上的量子計算機研究的大多是針對某個特定的問題，例如“九章”量子計算機就是專門解決波色采樣的問題，而若是要為比特幣算法專門制造一臺量子計算，其研發成本是相當高昂的，從投入產出比來看的話，或許這樁“生意”并不劃算。

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