区块链:量子威胁下的数字资产,何去何从?

?作者:Capital6Eagle

今年6月IBM在德国发布欧洲首个量子计算机

十年前,人们说量子计算机要50年后才出现,五年前又说需要25年,但量子计算一直在以突破人们预期的速度进步。

2019年9月,谷歌53个量子位的“悬铃木”问世;

2020年12月,中国科研团队推出76个量子位的“九章”;

2021年6月,IBM在德国发布欧洲首个量子计算机,并宣告,两年后会研发出1000个量子位以上的计算机。

量子链发布区块时间提速改进提案,提议将区块时间从128秒提速至16秒:量子链Qtum(QTUM)发布区块时间提速改进提案QIP-26,来减少目标区块之间的平均间隔时间,即,从平均128秒的区块间隔减少到16秒。量子链希望通过改提案更快地确认价值转移和智能合约交易(包括DeFi应用程序)以及有可能实现的更均匀的区块间隔,进一步缩小最长的区块间距。[2020/10/22]

麦肯锡预估,到2030年全球将有2000-5000台量子计算机投入使用。

量子计算机量子位水平加速提升

声音 | 彭博社记者:美国国安局正致力于开发量子抗性的加密货币:9月4日,彭博社记者William Turton在推特上简单地暗示了美国国家安全局(NSA)的明显计划,他指的是一种量子抗性加密货币项目。他写道:美国国家安全局新的网络安全理事会主任Anne Neuberger表示,该机构将再次提出硬件和软件标准。他还指出,该机构正致力于建立量子抗性加密货币。” Neuberger指出,美国国家安全局每天已经确认了4000个勒索软件攻击,并指出这种流行是美国2020年总统大选的一个“关键问题”。(cointelegraph)[2019/9/5]

量子计算的庞大阴影

加密学在我们日常生活中扮演重要角色,这点无关你是否持有加密货币:

加密技术渗透在互联网当中,广泛使用的安全超文本传输协议、传输层安全协议都是加密学应用。

有量子计算能力的敌手可轻易破解互联网浏览器和网络服务器之间的密码,可能出现的身份盗窃则会将用户个人数据和金融数据置于风险当中。

声音 | V神:从来没有试图说服任何人为“量子计算机开采比特币”项目把钱给“我”:据ambcrypto报道,在共同创立ETH之前,Vitalik Buterin参与了计算机程序的开发,以解决多项式时间内的NP完全问题,据称他通过模拟一台量子计算机从投资者那里筹集资金。比特币核心开发者、Blockstream联合创始人兼首席技术官Gregory Maxwell表示,V神“使用了量子计算机进行”。Interchange的联合创始人Dan Hedl在twitter上发帖称,V神“试图说服投资者为他提供资金,让他建造一台量子计算机来开采比特币”。V神回应表示,从来没有试图说服任何人为那个项目把钱给“我”(或给任何我有经济利益的实体)。我建议你重新评估你对我的看法;这个过程甚至可以让你相信以太坊是有趣的,值得你花时间去探索和参与!Hedl随后删除推文并道歉。V神之前曾表示他被参与撰写项目文件的人“愚弄”了。[2019/6/23]

以加密技术为核心的区块链,同样无法逃脱量子计算的威胁。

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]

目前有两类加密解析算法,已经证实可在微型量子计算机上运行,其中更为先进的Shor算法,能够有效破解比特币、以太坊都在使用的椭圆曲线数字签名算法。

量子链突破60美元关口 不到12小时涨幅达4%:根据火币pro数据显示,17日晚间9点量子链(QTUM)最高涨至59.79美元,随后价格在45美元附近上下波动,19日8点45分,QTUM价格达62.63美元,不到12小时涨幅达4%。现收于58.94美元。[2017/12/19]

ECDSA算法可创建一个随机的256位私钥和一个派生公钥,以传统计算机的计算能力,想要找到生成公钥的私钥,几乎是不可能的。

但是量子计算机可以解开公钥私钥之间的数学关系,进而揭示和破坏私钥。

有人这样形容量子计算在破解密钥上的威力:

好比老鼠走迷宫,传统计算机需要一条一条路径尝试后才能找到正确路线,而量子计算机可以瞬时计算出所有的可能路径。

(图:ScientificAmerican)

破防,随时可能

量子时代似乎加速度到来,加密世界的危机感与日俱增:

在量子计算机的超能力面前,现有半数以上加密算法将被攻破,意味着大量数字货币和数字资产变得岌岌可危。

这就提出了两个重要问题。首先,距离量子计算机攻破主流加密体系还有多少时间?其次,是否有可能研发出可以抵抗量子计算的加密体系?

对于第一个问题,著名密码学家、有“加密货币之父”之称的大卫·乔姆的看法是:随时可能。

“量子计算已经出现在我们视野当中,可能它已经就位,而我们还不知道”。

他提到,早在2015年,美国国安局就指示政府机构停止研究易受量子攻击的加密体系。

“NSA已经严肃对待量子计算,我们也应如此”。

今年5月乔姆在柏林参加WEB3.0峰会谈到量子威胁

不安全的比特币

近两年随着量子计算方面的科技突破变得频密,加密社区对“量子优势”带来的摧毁力越发担忧。

2019年底,德勤围绕比特币区块链抗量子能力展开的研究揭示,有多达25%的流通中的比特币容易受到量子攻击。

“如果你的比特币使用的是较为脆弱的地址类型,并且你相信量子计算比公众所知的更先进,那么你或许应该把币转移到一个新的p2pkh地址”。

但即使这样也并不安全。

“如果很多人没有采取同样的保护措施,你还是会受影响”,报告称,“在大量比特币被盗的情况下,币价很可能会崩溃,人们将丧失对其技术的信心。”

易受量子攻击的比特币数量

换言之,如果黑客凭借量子优势攻破比特币加密体系,市场的信心将会垮塌。

这点不妨回顾谷歌宣布悬铃木后引发的市场反应:忧虑情绪不断发酵的情况下,比特币价格在之后半年持续承压。

2019年四季度比特币价格持续疲软

抗量子区块链的尝试

加密世界应如何解决潜在的量子威胁?科学家们认为,有两个主要途径:一是为现有区块链协议创建保护层以提高安全性,二是从头开始创建抗量子区块链。

在现有区块链协议上构建保护层听起来似乎更容易,但相关研发进展相对缓慢。更多研究者选择了第二种途径。

比如一些新兴区块链采用了基于WOST+的扩展默克尔签名算法等,这些算法是有状态的基于哈希的签名方案,不易受到量子计算机的攻击。

美国国家标准技术研究院认可XMSS成为抗量子签名算法国家标准的潜力,但同时认为,该方案容易被滥用,需要进行一些修改以解决相关问题。

量子时代或将不期然到来,对加密世界向抗量子转型提出紧迫挑战。

尽管仍需要进一步完善,基于哈希的数字签名算法在新兴区块链中已得到验证和布署,给加密社区对抗未来量子威胁增加了信心。

元数据隐私保护和量子安全技术将为价值互联网和WEB3.0的实现提供关键保障,展望未来,我们相信抗量子安全加密技术,将在确保个人、组织和企业数字货币及数字资产的未来安全上发挥关键作用。

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