量子计算机是加密货币的克星吗

2020年12月4日，中国科学技术大学正式对外宣布其创造出了世界一流的量子计算机原型“九章”，至此，中国成为了全世界第二个拥有量子计算机的国家。九章计算机在计算波色采样的问题只需要几百秒的计算时间，而同样的问题超级计算机就需要计算几十亿年。如果用量子计算机来挖矿的话，是不是比特币也会在很短的时间内被全部挖完呢？很多人认为一旦量子计算机的技术成熟，比特币系统就会崩溃，同样的，如果用量子计算机去破解比特币钱包的话，我们的加密资产也会被黑客瞬间洗劫一空。目前电子计算机的算力在量子计算机的面前就好像一滴水和太平洋的差距，因此，基于以上我们似乎可以理解为什么很多人对加密领域都持有悲观的态度。那么量子计算机真的是加密资产的末日吗？首先，让我们来了解一下什么是量子计算机。量子计算机是一种使用量子逻辑进行通用计算的设备。以量子的状态作为计算单位，目前量子计算机使用的是如原子、离子、光子等物理系统。不同类型的量子计算机使用的是不同的粒子。不同于电子计算机，量子计算用来存储数据的对象是量子比特，它使用量子算法来进行数据操作，它最大的特点就是计算速度快。用速度如此之快的量子计算机去挖矿的话就代表了庞大的算力，是否可以一瞬间把加密货币都挖走呢？答案是：不会！下面我们来从技术角度分析一下。

现场丨上海交大学教授郁昱：目前密码算法已经在向抗量子计算攻击迁移:金色财经现场报道，由Web3基金会主办的Web3大会10月29日在上海举行。上海交通大学计算机科学与工程系教授在会上表示，密码学因为区块链得到了良好发展，目前密码学已经在向抗量子计算攻击的密码算法迁移。美国NIST自2016年开始公开征集抗量子计算攻击的密码算法标准，2017年12月公布了69个算法作为首轮候选算法，2019年1月，公布第二轮25个候选算法，2020年7月再次公布7个算法和8个候选算法。其中基于格理论的算法是抗量子计算算法的主力军。[2020/10/29]

声音 | 德克萨斯大学量子理论家：谷歌量子计算可改善PoS技术:德克萨斯大学奥斯汀分校的量子理论家Scott Aaronson于10月23日对《财富》杂志表示，谷歌量子计算可以缓解PoS怀疑论者的怀疑，因为量子至上性实验可以产生可证明的随机数。Aaronson此前在个人博客中写道，反过来，这可能适用于PoS加密货币和其他加密协议。我希望不久的将来会发现更多这样的应用。[2019/10/24]

比特币用到的加密算法主要有两种：椭圆曲线密码学和sha256哈希算法。其中椭圆曲线数字签名算法主要用于公钥和私钥的生成，sha256哈希算法主要用于公钥生成钱包地址以及挖矿时的工作量证明，它被用于以公钥对应的钱包的地址，就是把一个输入以一种不可逆的方式转化成另一种输出，它有非常强的单向性，因此要从输出推导出输入是完全不可能的。那么能否用量子计算机来提高挖矿的速度呢？比特币系统的协议规定了算力会随着运算的次数而水涨船高，一直增加到平均每10分钟才能算成功一次。挖比特币的过程就是不断的循环执行sha256的运算过程，比特币的公钥和对应的地址之间做了sha256加密，而这种算法从理论上来说量子计算机是无法计算的，且目前尚未有可破解sha256的算法。即使未来的某一天量子计算机技术真的成熟了，因为它触动了所有比特币持有者共同的利益，到时候通过共识机制进行分叉升级也是自然而然的事了。以上我们可以看到，至少根据现有的技术，量子计算机是不会对加密货币有威胁的，甚至还会推动区块链产业发展。目前世界上的量子计算机研究的大多是针对某个特定的问题，例如“九章”量子计算机就是专门解决波色采样的问题，而若是要为比特币算法专门制造一台量子计算，其研发成本是相当高昂的，从投入产出比来看的话，或许这桩“生意”并不划算。

动态 | 谷歌称其量子计算机已实现“量子霸权”，将全面迈入量子计算时代:谷歌研究人员本周在刊登在美国航天局NASA的网站一篇论文中表示，谷歌的处理器能够在3分20秒内执行完成当今最强大的超级计算机Summit需要10000年才能完成的计算。研究人员表示，这意味着谷歌的量子计算机已实现了“量子霸权（quantum supremacy）”，量子霸权是量子计算设备解决经典计算机实际上无法解决的问题的潜在能力。同时该研究人员预测，此次标志着迈向全面量子计算时代的里程碑，根据摩尔定律的指数速度，量子计算机的能力将以“双指数速度（double exponential rate）”发展。但研究人员也表示，该系统只能进行单一的、技术性很强的计算，使用量子计算机解决实际问题还需要数年时间。目前该论文已经从NASA网站撤回。据悉，目前国际密码学公认基于Hash函数的数字签名（Hash-based cryptography）能抗量子计算机攻击，如Merkle在 1989 年提出的认证树签名方案，它的安全性基于Hash函数的安全性。目前尚未存在有效针对一般Hash函数的量子计算机攻击。（金融时报）[2019/9/21]

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