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比特币处于危险之中吗?量子计算的最新成就表明，加密货币的鼻祖可能无法在近十年中存活下来。
IBM、谷歌和其他公司正在竞相制造最快的量子计算机，这种设备可能会彻底改变当今的密码学。安全通信、银行和加密货币的安全性依赖于强大的加密技术。
测量量子系统能力的一种粗略方法是计算量子比特的数量，即纠缠在叠加态中的量子力学元素的数量。每增加一个量子位，量子系统的潜在处理能力就会呈指数级增长。
谷歌最近发布了拥有70个可操作量子比特的量子计算机。在几分钟内，这个系统就能完成传统超级计算机几十年才能完成的任务。
IBM计划在不久的将来提供433个量子比特的量子系统，并在今年推出世界上第一台拥有超过1000个量子比特的通用量子计算机。此外，该公司预计到2025年将生产出超过4000个量子比特的量子计算机。
量子计算机无疑会造福社会的方方面面。但这些快速发展应该会让“加密货币兄弟们”感到担忧。
目前已经有两种算法可以用来对抗比特币。问题是，量子计算机需要多长时间才能达到这样的计算能力?
答案千差万别，从几百到数十亿量子位不等。量子位无法平等产生，因为计算所必需的量子态是脆弱的，容易受到干扰。这使得扩展量子计算机成为了一项重大的技术挑战。
然而，许多人认为，即使是几千量子位也足以对比特币持有者构成威胁，而这将在十年内实现。
区块链正面临风险?
对比特币而言，最严重的威胁将是加密哈希的破坏。这会影响区块链的完整性和挖矿。
假设一台超级量子计算机突然作为矿工同伴出现，并在1分钟内产生了2016个空区块，然后同样突然消失。
这将使比特币挖矿难度增加20160倍。世界上所有的传统矿工都必须工作140天，而不是10分钟才能找到单个块的哈希值。在此期间，没有一笔比特币交易可以通过区块链进行。
此后，第二个区块需要挖140天，第三个区块也要挖140天，以此类推。如果保持这种状态，7.73百年后才能解决所有2016个区块并将采矿难度调整到正常水平。
比特币挖矿的终极目标是找到一个包含足够数量零的哈希值。矿工就是这样做的。他们将哈希函数重复数十亿次，得到不同的256位数字，然后检查这个数字是否足够低。如果是的话，他们会因为创建了一个新区块而获得新生成的比特币作为奖励。如果没有，他们就重复这个过程。
网络通过每10分钟生成一个区块来调整难度，如果网络的计算能力增加，矿工需要找到的哈希值就会变小。比特币的挖矿难度每2016个区块更新一次。
量子计算机可能会利用Grover的算法进行这样的攻击，但它们仍然需要执行大量的操作。与经典算法相比，这种量子算法的速度提高了2倍。然而，如果需要精确的哈希值，量子计算机仍然需要在最坏的情况下运行2^128次操作；传统计算机则需要运行2^256甚至更多次操作。
Grover的算法对加密散列构成了风险，Shor的算法则可以破解用于保护个人钱包的加密。它被用来有效地分解大数，这是一项对传统计算机来说十分复杂的任务。
究竟需要多少个量子位？
根据理查德·普雷斯顿的论文，要使用Grover算法攻击256位状态的SHA-2函数，需要2593个量子比特。
但这并不能说明全部情况。这些量子比特达到频率的速度应该和计算机上的量子比特一样快。即使到那时，也需要更多的量子计算机并行工作，以与数以百万计的传统ASIC竞争。
此外，量子比特会受到环境噪声的影响，随着时间的推移，环境噪声会降低或破坏它们的状态。任何由噪声引入的错误都必须使用量子纠错来修复，这要求更多的量子比特。例如，为了将错误率降低到可接受的水平，八个物理量子位可以只组成一个“逻辑”量子位。
此外，比特币还需要更多的内存和更多的量子比特，因为挖矿在SHA函数中包含更多的数据。
根据计算，在不考虑量子噪声的情况下，一个诚实的量子比特币矿工需要大约1万个量子比特的量子计算机。这应该足以将事务数据放入块中并计算散列值。
Shor的替代方案更有希望吗?
虽然醒来发现钱包空无一物的场景很可怕，但试图猜测私人地址也是一项艰巨的任务，即使对量子计算机来说也是如此。
Shor算法可以分解大质数并解决保护密钥的问题。
伦敦帝国理工学院加密货币研究与工程中心的研究人员写道，如果公钥是已知的，“一个拥有大约1500个量子比特的量子计算机的攻击者就可以破解它”。
这样一来，攻击者由于签署了交易，便无法与原始所有者区分开来。
如果量子计算机足够快，攻击者就可以用它来执行实时事务劫持。一旦在未决交易中公开了公钥，黑客就可以在交易完成之前窃取比特币。甚至可以省略此步骤，因为许多公共演讲都是公开的。
为了让比特币能更好的抵御量子攻击，分叉尤为重要。也就是说，要破解2048位的RSA加密（目前通常用于保护信用卡数据），最坏的情况下需要2000万个量子比特。
消息来源：cybernews，译者：Linn；
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