By 肯纳休斯 - 卡斯尔伯里 14 年 2022 月 XNUMX 日发布
您可以在以下位置找到有关量子计算和加密货币的更多信息 智商下降 量子计算和网络安全会议。
在开发创新技术时，总是存在不同类型的技术会相互威胁的现实。 量子计算似乎就是这种情况，并且 blockchain，因为许多量子算法准备威胁区块链的额外安全系统。 根据一个 2022研究 by 德勤，目前很少有加密货币或基于区块链的公司为实现量子安全做出任何努力。 “大多数加密货币甚至没有在他们的路线图中发现这个问题 [quantum computing]，” 研究表明. 虽然量子计算目前可能不会威胁到区块链平台，但在某个时候它会发展到足以威胁到区块链平台，这可能会导致 减少 在加密货币的使用中。
定义区块链和量子算法
对于那些不熟悉区块链的人来说， 平台 被设计为 数字分类帐 在对等网络中的多台机器上运行。 区块链使用随机数生成器和数据本身（存储在块内）来创建每个块的哈希或标签。 每个散列都部分基于前一个块的散列，因此更难破解。 如果一个区块被黑客攻击，它的哈希值会立即改变，区块链就会崩溃。 黑客必须成功更改链中的所有后续哈希值，以及网络中每台计算机中的所有哈希值，才能成功进行黑客攻击。 这就是为什么区块链是一个更安全的数字平台的原因之一。
Universal Quantum 的首席量子架构师 Mark Webber 讨论了量子计算和加密货币以及区块链 (PC Universal Quantum)
然而，大多数专家看到了量子计算的能力，特别是量子 算法，对区块链系统构成切实可行的威胁。 这些算法中最具威胁性的是 Shor 和 Grover 的算法。 Shor的算法 成立于 1990 年代中期，作为一种寻找给定整数的质因数的方法。 “在很多方面，它确实通过这种令人兴奋的应用程序以及使用量子计算机的指数优势启动了该领域，”解释说 马克·韦伯, 首席量子架构师 宇宙量子，一家专注于构建下一代量子计算机的公司。 韦伯研究了量子计算和区块链之间的相互作用，特别是在加密货币的情况下。 由于许多加密通信（如区块链）将公钥和私钥用于安全通道算法，如 Shor 的算法可能会威胁通过处理公钥来泄露私钥。 “虽然这些密钥在经典世界中被认为是安全的，但当我们拥有足够强大的量子计算机时，我们将能够破解这些加密技术，”韦伯补充道。
同样，Grover 算法可能对区块链构成威胁，因为它能够优化搜索能力并在大量随机数据中找到重要值。 作为一个 2022 “福布斯” 文章指出：“Grover 和 Shor 算法之间的区别在于 Grover 对加密散列和存储数据的威胁更大，而 Shor 对 [加密货币] 钱包和区块链节点之间数据所在的通信通道构成威胁。” 由于这两种算法，许多专家预测量子计算最终可能威胁到整个加密货币平台，使其一文不值。
目前，随着量子技术的不断发展，存在时间滞后。 许多组织和量子公司正在利用这段时差来了解更多量子技术的好处和威胁。 作为一名量子架构师，Webber 不仅致力于构建下一代量子计算机，还试图了解量子影响的时间线。 他经常问：“我们需要多快才能解决这个问题才能成为相关的量子优势？ 对于某些问题，您可能愿意等待几天才能得到答复。 而对于某些情况，例如破解加密的某些特定方面，存在漏洞时间窗口。 这意味着你必须非常快地解决它，比如可能在 10 分钟以内，并且所需的运行时间继续定义对量子硬件的要求。”
在加密和区块链方面，量子效应也能起到积极作用。 “这些加密方法的随机数生成器可以来自 量子源，”韦伯说。 “我们可以使用少量量子比特作为本质上真正的随机数源。 现在我们在这里不是在谈论大型量子计算机，而是在谈论量子位被用来加强我们拥有的加密程度。” 然而，这些量子比特可能成为一把双刃剑，同时也为侵入潜在的加密货币系统提供了一种更简单的方法。
使用量子计算侵入加密货币
许多加密货币，如比特币，使用一种称为 椭圆曲线 (EC) 密码术以确保加密交易。 EC 使用成对的公钥和私钥进行解密和加密。 “它也有自己的时间窗口元素，”韦伯补充道。 “这引出了一个重要的问题：如果我们可以破解这些密钥，那么比特币网络中有多少百分比会受到攻击？ 其他研究表明，目前比特币总量中有一定比例容易受到缓慢攻击，大约是 25%。” 韦伯和其他专家认为，这种缓慢攻击所需的量子硬件距离我们现在的水平还有几年的时间，但加密货币继续努力对其系统进行量子验证。 “如果没有变化，将会有两个阶段的中断，”韦伯解释道。 “所有比特币的前 25% 左右将是脆弱的，这将对系统的信心造成重大打击，但也许不会完全是灾难性的。 但在第二阶段，我们能够在更小的时间窗口内破解加密，这将使所有交易变得脆弱，最终将是比特币的终结。”
能够破解这种加密方式的量子计算机目前估计需要超过一百万个物理量子位，这与目前拥有的 100 个左右的领先组织相比还有很长的路要走。 Webber 解释说，这就是驱动 Universal Quantum 的原因，“我们一直专注于扩展问题，现在做出设计决策将使我们能够尽快增长到获得广泛量子优势所需的设备尺寸。”
韦伯希望比特币公司和其他加密货币能利用时差来 量子证明 他们的平台。 韦伯表示：“从理论上讲，比特币应该有足够的时间进行这样的转换。 我的一位合作者提出的一点是治理过程的挑战，这就是你如何在社区中获得足够的一致意见，说‘好吧，我们都应该改变，这是不应该被忽视的事情。’”可能需要的共识，以及在开发中使区块链具有抗量子能力的能力，对于比特币和其他加密货币的未来来说，这将成为一场与时间的赛跑。
但是，正如 Webber 还解释的那样，量子计算对区块链并不全是坏事，因为它可以为去中心化金融和自治银行提供重要的解决方案。 “我们对金融领域的量子计算感到兴奋的所有应用程序，其中许多问题也需要在这些系统的去中心化版本中解决，”Webber 说。 “那么，去中心化金融系统是否也可以在云端寻找量子计算机来解决某些问题？ 可能……”
Kenna Hughes-Castleberry 是 Inside Quantum Technology 的特约撰稿人和 JILA（科罗拉多大学博尔德分校与 NIST 的合作机构）的科学传播者。 她的写作节奏包括深度技术、元宇宙和量子技术。
