量子计算机可能会在某一天破解如比特币这类加密货币背后的加密技术。并且，这一天的到来可能会比预期的要快。   

  作者/罗伯特·史蒂文斯

  校对/Jack 柳叶惊鸿

  编译 / 悠然花开

• 理论上，一台4,000位量子比特的量子计算机大约在几秒内破解比特币的加密技术。

• 目前的量子计算机最大量子比特为54位。

• 一台能够破解比特币加密的量子计算机的诞生可能只需要两年的时间。

如果你有一台足够强大的计算机，那么理论上，你可以控制比特币区块链。您可以将免费的比特币存入您的帐户或阻止他人进行交易。由于每个钱包的私钥都可以从公钥派生，因此你可以访问你想要的任何人的比特币钱包。所以，一座价值1630亿美元的“城堡”私钥将可能属于你。当然，在这样的情况下，一旦该债权被发现是毫无根据的，比特币的价格肯定会暴跌。

尽管是算力最强大的超级计算机也要花费数千年才能破解比特币，但从理论上讲，有些机器可以在几秒钟内完成破解。这些超高速设备称为量子计算机。

它们是真实存在的。当前，它们正由地球上一些最优秀的头脑进行开发。一些专家表示 ，对比特币来说这已经太迟了。由政府秘密开发的量子计算机可能会在未来短短几年破坏区块链。

但是，另一些人，包括量子计算机开发人员称，这个焦虑是遥不可及的。随着时间量子计算机越来越受信赖，并且足够强大到攻击比特币时，区块链开发人员也就已经修补了此弱点。

想要知道更多？这份完整的指南就包括了你需要知道的所有有关量子计算机和比特币的信息。

 什么是量子计算机？

量子物理学涉及比原子更小的结构研究。当观测到亚原子架构时，物理定律就消失了，疯狂的事情开始发生。量子计算机利用这些性质来执行计算，甚至比功能最强大的超级计算机快很多。

传统的计算机（比如你正在阅读本文的计算机）是以1和0进行操作。如果某种东西是“真”，那么晶体管就记录为1。如果它是“假”，晶体管将读取为0。每台计算机中有数十亿个晶体管。自从1947年第一个晶体管诞生以来，晶体管估计已经创造了10的21次方个，是制造最多的器件。

但是，由于所谓的“量子叠加”，量子计算机中的晶体管可以同时记录1和0，这就是说量子晶体管比常规的计算机更加强大。

量子计算机如何破解比特币代码？

比特币使用某种被称为“椭圆曲线数字签名算法”（ECDSA）进行数字签名，并且使用名为SHA-256的加密标准对链上的区块进行哈希处理。对于比特币而言，通过这些算法运行随机选择的私钥来生成公钥。而且，比特币协议使用这个哈希值创建公共的比特币地址。

                                                谷歌的量子计算机（图片：谷歌）

量子计算机可能会逆转这一过程，并从公钥中获取私钥。看！比特币宣称的不可侵犯性和不可破解性已经不复存在，你可以访问任意你想要的比特币钱包。

威胁当前密码学现状的两种主要量子算法已经开发出来：Grover算法和Shor算法。

“对手可以插入自己的区块，并破坏整个区块链。”

-罗伯·坎贝尔（Rob Campbell）

总部位于马里兰州的巴尔的摩的医学网络安全公司（Med Cybersecurity）的总裁罗伯·坎贝尔（Rob Campbell）告诉 Decrypt，同时使用Grover和Shor算法量子计算机也可能“比其他人更快地挖矿。因此，对手可以插入自己的区块，从而破坏整个区块链。”

量子计算机何时会对比特币构成威胁？

据估计，你可能需要一台至少有4,000位量子比特（这个单位是表示一台量子计算机的能力）的量子计算机才能破解比特币代码。然而问题在于，今天最强大的量子计算机是毫无疑问没有那么强大的。2019年10月，谷歌宣布了一款具有54位量子比特的量子计算机，这是在公开领域宣布的最强大的量子计算机。

但是，Campbell表示，一些比如谷歌、亚马逊、微软及IBM这样的大型公司，以及许多相对小的公司都在“加速进步”。

所以，量子计算机什么时候会威胁比特币？这取决于你向谁咨询。在达沃斯世界经济论坛上，谷歌母公司（Alphabet）CEO 桑达尔·皮查伊(Sundar Pichai)是首批给予最早截止日期的重要人物之一。他说：“在5到10年的时间周期，量子计算将会打破我们今天所知道的加密技术。”

一些区块链领导者并不担忧这个时间期限。在 Web Summit 2019峰会上，Hedera Hashgraph创始人Leemon Baird博士把量子计算的威胁与千年虫问题进行了对比。末日论者认为，在2000年1月1日以后，日期和时间问题会破坏世界的主要计算机系统。Baird说：“就像2000年一样，我们必须在2000年对软件作出一些改变。但这是不是世界的末日呢？事实上，这并不是。

”以太坊联合创始人维塔利克•布特林(Vitalik Buterin)也并不担心。2019年10月，他告诉 Forkast News ：“对于量子计算机可以破解的每个加密算法，我们知道我们有一个量子计算机无法破解的替代方案，......‘尽管效率可能较低’，但是我们有一个升级的路径，并且我们知道这条升级路径是什么。”

但是位于伦敦的加密公司Post-Quantum CEO官安徒生（Andersen Cheng）告诉Decrypt，这个威胁可能迫在眉睫。在这个情报界，Cheng非常清楚，“已经有一些证据表明还需要将近2年就可能发生。”他的公司已经与NATO、 GCHQ和NCSC这样的反恐部门组织合作。

                          Sycamore处理器是Google量子计算机的核心（图片：谷歌）

Cheng说，Pichai预测5到10年是基于商用量子计算机；他说没有哪个政府会让人们知道，他们在地下掩体中藏着一台有体育馆规模的大型的量子计算机。对于Pichai把谷歌的量子计算机卖给其他公司来说，这个量子计算机必须是稳定和实用的。但是对于政府计算机，这些都不重要，“只要你可以开始破解加密技术，”Cheng说。

Cheng还驳斥了人们对量子计算机必须专门用来破解比特币密码的担忧，以及这是否需要更长的时间。由于Shor和Grover的算法已存在，“人们知道具体怎么做，但他们没有能力去做。”现在，人们只需要等的是能力的出现。

量子安全区块链是否可能？

现在，是由区块链和加密社区建设量子安全区块链的时候了。

一个重要的里程碑是由国家标准与技术研究所(NIST)举办的一场创建后量子加密算法的竞赛，NIST是密码学世界的标准制定者，旨在建构后量子加密算法运行来形成一个竞争力。国家标准技术研究所 （NIST）的获胜者将确定对量子计算机具有适应性的区块链的算法。

然后，区块链可以分叉到后量子安全算法。或者，区块链可以从从头开始。比如，数字现金的创造者大卫·乔姆(David Chaum)已经开始研究Praxxis，这是一种“抗量子”的区块链，该区块链声称使用抗量子数字签名来标记平台原生货币的交易，即xxcoin。

在这之前，比特币持有者将生活在量子不确定性的状态下。