谷歌“Willow”量子芯片推出，比特币安全受到威胁？
2024-12-11 17:13
12 月 10 日，谷歌在官方博客中介绍其推出了最新的量子芯片 Willow，引发加密社区对量子计算攻击话题的再度热议。量子计算是否会破坏现有的加密安全机制，特别是对比特币等主流加密货币构成威胁？昨日市场部分是受到消息面影响，根据 Coinglass 的数据，加密市场的剧烈回调在 24 小时内触发了 17.58 亿美元的清算。在此之前先简单的为大家科普一下关于量子比特的知识内容，量子比特（qubit）是信息的基本单位，也是量子计算的核心，它通过叠加和纠缠等量子特性进行并行计算，从而实现极高的计算效率。
其数量的增加意味着计算能力的指数级提升，但量子比特的增加通常伴随着更高的出错率，这又对计算的稳定性和可靠性构成了重大挑战。再回到 willow，谷歌在博客文章中宣布其取得了两项重要的成就：随着量子比特（qubit）数量的增加，量子计算的出错风险也随之升高，长期制约了量子计算的实际应用。而「Willow」能够实现指数级的错误率降低，解决了量子纠错领域近 30 年来的关键难题，为大规模应用铺平了道路。在基准测试中（专门给超级计算机测试的考题），Willow 仅用不到五分钟便完成了一项复杂计算，而相同任务即便是当今最快的超级计算机也需耗时 10^25 年——这一时间远超宇宙的年龄。这项成就展示了量子计算在处理超高复杂度任务上的巨大潜力。量子计算是基于量子力学开发的新型计算技术，与传统计算机通过 0 和 1 的比特计算不同，量子计算使用量子比特（qubit），能够同时表示 0 和 1。这种并行计算能力使得量子计算在理论上可以解决许多传统计算机无法完成的问题，比如破解复杂的加密算法。当前主流的区块链系统，包括比特币和以太坊，依赖于以下三种加密技术：- 椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）：用于生成公钥和私钥。
- SHA-256 哈希函数：保护数据完整性并用于工作量证明（PoW）。
理论上来说，ECDSA 尤其容易受到量子计算的威胁，通过使用 Shor 算法（一种运行在量子计算机上的算法），量子计算机可以快速分解大整数，简单来说就是可以推导出公钥所对应的私钥。但实际情况是Willow 离破解比特币等主流区块链的加密算法还有很远的距离。科技企业家、谷歌前高级产品经理 Kevin Rose 在 X 上发帖表示，Willow 目前远未构成对加密货币的威胁，破解比特币加密的估计需要一台大约拥有 1300 万个量子比特的量子计算机，才能在 24 小时内完成解密。相比之下，谷歌的 Willow 芯片虽然是一次重要的进步，但它只有 105 个量子比特，与这一标准相差几个数量级。虽然量子计算对区块链的威胁目前仍是理论上的，但比特币社区和其他区块链项目已经开始考虑如何抵御这一潜在威胁。- 量子安全算法：开发抗量子密码学算法，如基于格理论的加密技术（Lattice-based Cryptography）。
- 公钥暴露时间缩短：目前比特币交易中，只有在资金从一个地址转移到另一个地址时，公钥才会暴露。因此，减少公钥暴露时间可以降低被攻击的风险。
- 硬分叉升级：比特币网络可以通过硬分叉引入量子抗性加密算法，从而保护用户资产安全。
以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 曾提到，量子威胁可以通过一次硬分叉解决，用户只需更新钱包软件。Avalanche、Dragonfly等项目方也表示，当量子计算达到真正威胁的水平时，可以快速部署量子抗性解决方案。部分专家建议，为了防止中本聪的早期地址因量子计算暴露而带来安全风险，可以冻结这些比特币。这些早期地址使用的是 Pay-To-Public-Key（P2PK）格式，其公钥在第一次交易中便已暴露。这让它们比现代的 Pay-To-Public-Key-Hash（P2PKH）格式更容易受到攻击。是否冻结中本聪的比特币提议引发了广泛争议。一方面，有人认为这可以保护比特币网络的整体安全性；但另一方面，也有人认为这可能违反比特币去中心化和不可篡改的核心原则。技术上实现这一操作需要社区达成高度共识，并进行复杂的协议升级。目前的主流观点认为，量子计算机需要数十年的发展才能真正威胁比特币网络。Metaculus 研究预测，到 2040 年，Shor 算法才可能首次实现对 RSA 密钥的破解。即使量子计算技术达到这一水平，其影响也不仅限于比特币。全球范围内的银行、政府、企业都使用类似的加密技术来保护数据。一旦量子计算能够破解这些系统，整个数字安全行业都需要彻底变革。因此，量子威胁不仅是区块链的问题，更是全人类需要共同面对的挑战。谷歌的量子芯片发布引发了加密市场的短期波动，24 小时内触发了近 18 亿美元的清算。这也说明投资者对量子计算威胁的敏感性。从长期来看，量子计算的进展可能推动区块链技术的进一步升级，甚至为全新的量子安全网络提供契机。比特币的去中心化、透明性和全球共识机制使其具备了强大的抗风险能力。量子计算的发展为加密社区提供了重新审视其技术基础的机会，同时也推动了量子抗性密码学的研究与应用。量子计算对比特币的威胁目前还处于理论阶段，但这不应被忽视，比特币等社区需要提前规划应对策略。总之谷歌 Willow 的发布提醒我们，技术进步永不停歇，而如何在新技术环境中保持安全和信任，是区块链行业未来的重要挑战。原文：Decrypt Staff
编译：koki in cloak
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