量子计算对数字货币的影响 量子计算机会“杀死”区块链?

入门知识 3周前 (09-14) 12次浏览 0个评论

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胡勇,北京大学新闻与传播学院教授

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一种称为区块链的新型计算数据结构提供了一种开放的、公共的、分布式的分类帐,具有许多有前途的应用量子计算对数字货币的影响,包括数字货币。但是,任何新的加密应用程序都应该考虑到我们部署的任何系统的生命周期内发生的预期技术发展。例如,量子计算机的发展凸显了区块链技术的脆弱性。区块链及其应用的主要卖点是量子计算对数字货币的影响,鉴于当前的计算技术状态,加密保护的分布式账本在正常情况下实际上是“牢不可破”的。然而,这个卖点的有效性很大程度上是基于对某种“技术状态”的假设。区块链分布式账本的安全性取决于解决某些特定加密问题的难度,而量子计算将摧毁这一难度。我们都知道,量子计算机的信息处理不是基于经典物理学,而是基于量子力学。这意味着针对特定问题的计算能力将大大提高。

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区块链的加密功能被认为是安全的,因为破解它需要大量的计算资源,而传统计算机无法做到这一点。然而,一台量子计算机将能够在几天内破解这个密码屏蔽。如果计算形式发生转变,当代基于区块链的系统可能会容易受到设计未考虑的威胁的影响。问题是,这种威胁很快就会到来吗?目前,区块链的不变性和无与伦比的安全性的想法被广泛接受:它建立了公众对数字资产的信任并促进了大规模采用。但量子计算的出现可能会危及区块链安全支柱——公钥密码学的完整性。事实上,整个网络世界的安全都依赖于公钥加密来保护通信、银行账户和其他敏感数据。这种加密的核心是破解密钥需要大量计算。例如,在 2016 年,200 台计算机用了 2 年时间破解了一条用 768 位长度的密钥加密的消息。因此,我们的安全取决于计算机的速度。

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2019 年 9 月,谷歌率先宣称实现了“量子优势”(quantum),这个术语是指量子计算的某个方面,能够解决经典计算机无法解决的问题,或者相对于经典计算机具有显着优势电脑。加速(指数加速)。谷歌开发的量子计算机可以“在 3 分 20 秒内完成当今最先进的经典计算机需要大约 10,000 年才能解决的问题”。 2020年9月,中科院院士潘建伟在公开演讲中向公众披露了我国量子计算机的最新进展:光量子计算性能已达到谷歌53-100万倍位量子计算机。随着如此迅猛的发展,未来基于量子的设备能否“扼杀”区块链成为人们关注的焦点。一种解决方案是用抗量子密码术取代传统的数字签名,这是一种专门设计用于抵抗强大量子计算机攻击的安全算法。目前,量子计算机不会杀死区块链,但它们可能会引发底层密码学的根本变化,开发出一种抗量子密码学,也称为后量子密码学。大多数研究人员同意,有必要逐步转向抗量子密码学并建立基础设施来支持它。

俄罗斯物理学家提出的另一种补救措施只有在量子互联网几十年后才能获得。这种基于遥远纠缠的量子粒子之间的连接的无线通信架构将解锁许多新的区块链模型和设计。在最近的一篇研究论文中,来自新西兰维多利亚大学的两位学者表达了一个令人兴奋的想法。他们建议放弃对量子密码学的研究,直接将区块链本身推向基于量子的系统。他们的模型描述了一个基于量子比特的区块链,这些量子比特不仅在空间上而且在时间上都纠缠在一起。试图在不破坏粒子的情况下改变单个粒子的状态历史记录的交易是不可能的。当然,在量子互联网启动并运行之前,这种模式是不可能实现的。

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