比特币:量子计算机新进展，钱包还安全吗？_BTC

编者按：本文来自白话区块链，作者：JackyLHH，Odaily星球日报经授权转载。几乎每隔一段时间，便会传出量子计算机的“突破性进展”。进而引起业内部分用户的恐慌：量子计算机的出现会破解比特币的加密算法，加密世界即将崩塌。

这不，最近美国公司霍尼韦尔官方宣布在量子计算领域取得突破性进展，将提升量子计算机的性能。并且，霍尼韦尔还声称将在未来三个月发布全球最强大的量子计算机。

声音 | BlockStream首席战略官：IBM的量子计算机不对比特币构成威胁:据Bitcoinist报道，IBM最近推出世界上第一台商用量子计算机Q System One。BlockStream首席战略官Samson Mow在推特上称，信用卡不具有量子抗性。并转发BlockStream官推上消息：即便与1972年代的计算机相比，Q System One也”超级弱“（实用性差）。此外，目前在比特币的发展路线图中存在很多抗量子解决方案。[2019/1/14]

动态 | 自然杂志：量子计算机使区块链安全性受到威胁:世界顶级科学杂志《自然》在文章《量子计算机使区块链安全性受到威胁》提到，区块链是一种数字工具，它使用加密技术来保护信息，避免其受到未经授权的更改。区块链安全性依赖于“单向”的数学函数，在传统计算机上难以反向计算，但在十年内，量子计算机将能够破解区块链的加密代码。但是使用量子安全加密和量子互联网技术能增强区块链安全性且提高其性能。[2018/11/19]

量子计算机，来源：MITTechnologyReview这引起了不少加密资产持有者的担心，担心比特币等加密资产是否还安全，会不会轻易被量子计算机破解？这里先说结论：至少目前阶段大家不需要担心，即便将来通用的量子计算机大规模出现，比特币也不一定会被“杀死”。接下去，我们说说相关的原因。比特币用到的加密算法主要有2种：椭圆曲线数字签名算法，SHA256哈希算法。其中，ECDSA主要用于私钥、公钥的生成；SHA256主要用于公钥生成钱包地址，以及挖矿时的工作量证明。量子计算机会威胁到ECDSA的安全性。1994年，设计出了专门用来分解因数的Shor算法，足够强的量子计算机加上Shor算法，可以通过公钥破解出私钥。当然，量子计算机的这个破解过程也需要花费比较长的一段时间，况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大。即便量子计算机足够强大了，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。这要感谢中本聪当初在设计比特币的时候，没有直接将公钥当作比特币的收款地址。比特币的公钥和对应的地址之间，做了SHA256加密，而目前并没有可以有效破解SHA256的算法。举个例子，如果大白需要给小黑转1BTC，大白的钱包地址里有3BTC，只要在转账的时候，将比特币的找零地址设为一个自己掌握私钥的、全新的比特币地址即可。这样，转账的时候，1BTC进入到小黑的地址，找零的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，可以阅读白话区块链之前的推文《没有UTXO，比特币或不能如此稳定运行10年》。在区块链浏览器上查询这笔交易时，可以看到大白转出的地址和对应公钥，小黑的地址，找零的新地址。由于转出地址用完即废弃，里面没有任何BTC，所以即使看到了公钥，用量子计算机破解出了私钥也没关系。至于暴露的小黑收款地址和找零的新地址，由于量子计算机缺乏有效破解SHA256的算法，无法通过地址破解出公钥，所以是安全的。

数字货币学者正在积极应对后量子计算机:据Coindesk消息，后量子计算机领域的突破将对支撑整个数字货币的密码学造成巨大冲击。目前，数字货币学者已经在积极寻找方案应对。中山大学研究员张方国等人研究了名为“理想格子”的加密技术，它具有量子抗性和隐私性特征，该系统已开始测试。Ruffing则提出了“两步”交易法，先隐藏公钥，再移动到准备好的加密地址。Zamyatin也表示，在去年11月举行的加密会议上，有许多替代现有签名的方案被提出和讨论。[2018/3/17]

首个完整量子芯片架构亮相 一旦量子计算成熟区块链网络或将处于危险当中:根据最近的一份报告，新南威尔士大学的研究人员揭示了一个解决量子计算科学家面临的稳定性问题的架构结构。卡耐基梅隆大学的研究员表示，量子计算理论上可以用于破解区块链技术的加密机制，把整个网络暴露在危险当中。然而，目前距离量子计算被开发出来还遥不可及，开发人员有足够时间来给区块链技术打补丁，应对未来量子计算带来的风险。[2017/12/17]

矿机，来源：www.hellobtc.com那量子计算机会不会对比特币的挖矿产生影响呢？现在的计算机符合“摩尔定律”，即计算机芯片的晶体管密度每18个月翻一番，算力增长一倍。但是近年来，晶体管的尺寸逐渐逼近物理极限，计算机算力的指数级增长在放缓，摩尔定律逐渐失效中。量子计算机厉害的地方在于，它是以双指数的速度增长，即算力的增长指数也是指数级增长。这让传统计算机需要几万年的计算量，量子计算机可以在短时间内完成。但是，量子计算机做到的只是大幅削减计算时间，它还是要花时间计算的。前文我们提到，目前并没有可以有效破解SHA256的算法，所以利用量子计算机挖比特币时，也只能和其他矿机一样，一个一个地找随机数去试，只不过是量子计算机运算速度更快而已。比特币有难度调整机制，可以通过调整难度对抗来自量子计算机的算力增长，还可以通过升级SHA256算法，来增加挖矿难度。需要注意的是，以上的讨论都是建立在“量子计算机已经非常成熟了，而且还价格低廉”的前提假设。现实的情况是，量子计算机还处于实验室阶段。目前量子计算机只能进行单一的、技术性很强的计算，使用它解决实际问题还需要数年时间。截至目前，还没有一个通用的量子计算机出现，可靠的专用量子计算机也还没有问世。魔高一尺，道高一丈，量子计算机在向前发展的同时，加密算法亦会持续进步。在「得到」的《卓克·密码学30讲》中，著名科普作者卓克就提到了对抗量子计算机的第七代加密法——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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