量子计算机新进展,钱包还安全吗?_区块链:SHA

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。

澳大利亚研发高效区块链协议MatRiCT 能抵御量子计算机攻击:澳大利亚联邦科学与工业研究组织日前发布公报说,来自该组织等科研机构的人员已研发出“世界最高效的区块链协议”MatRiCT,既能抵御量子计算机的攻击,又能保护用户及其交易的隐私。据悉,MatRiCT是一套管理区块链网络运行的规则,引入了三个新的关键特征:迄今为止最短的量子安全环签名方案,该方案仅使用签名对活动和交易进行身份验证;“零知识证明”法,用于隐藏敏感的交易信息;可审核功能,可以帮助防止非法使用加密货币。此外,公报表示,该技术还可应用于加密货币以外的领域,例如数字健康、金融和政府服务等。(新华社)[2020/10/2]

声音 | 专家:量子计算机或可在数年内破解加密技术密钥:据bitcoinnews消息,西班牙IT公司Indra Sistemas的专家Wander Cunha表示,虽然加密解决方使得传统计算机无法轻松破解密钥,但量子计算机可能在短短几年内就能成功实现破解。而这可能会影响包括比特币在内的整个加密系统。[2018/11/26]

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。

Penta首席科学家Steve Melnikoff:对抗量子计算区块链并非无计可施:近日,Penta首席科学家、知名物理学家、数学家和计算机科学家Steve Melnikoff博士发表了关于量子计算的最新文章,以科普的角度阐释了量子计算将给区块链技术和密码学构成的威胁,认为“‘量子比特’或者‘量子位’取代位将会颠覆整个区块链行业的玩法,所有的加密体系都面临淘汰。”但他也认为,区块链在量子计算面前并非毫无招架之力,比特币和其他加密货币也会采取相应措施,比如提高芯片性能。不过Steve Melnikoff提醒威胁仍然存在,PoW共识采用的椭圆曲线哈希电子签名算法最快在2027年就可用单台量子计算机破解,因此区块链公司必须提前布局,在一定程度上对平台和基础设施进行灵活设计,确保其系统能够尽可能方便地从传统架构转移到后量子架构。[2018/5/15]

量子计算机的出现 或会影响到虚拟货币的安全:FISCO Bitcoin News发表一篇文章,阐述未来量子计算机对虚拟货币的影响。文中提到,量子计算机于2011年由加拿大D Wave Systems公司首次推出,并于去年11月由日本电报电话公司(NTT)在互联网上公开使用。文中称,有人认为量子计算机技术的出现可能会使虚拟货币失效,量子计算机拥有传统电脑的亿万倍的算力,很容易从公钥计算出私钥,因此,一旦量子计算机使公钥失效,区块链技术和虚拟货币也将会无效。但也有乐观者认为量子计算机并非使所有的区块链和加密货币失效,因为新的加密技术和区块链技术在开发的同时也在发展。文章最后得出结论,预计现有的公钥密码体制将会失效,但通过采用取代公钥的加密方式,虚拟货币将会继续存在。[2018/1/17]

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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