加密应该如何为Google的“量子至上”做准备？

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“量子至上”。该术语激发了世界脑超级计算机的图像，该计算机可以计算地球上每个海滩上的沙粒。但是， 谷歌官方的至高无上的主张意味着什么？实用的量子计算将如何改变加密世界？

经过一个月的猜测，谷歌宣布已经建造并测试了一个名为“ Sycamore”的54量子位量子处理器。该处理器看起来像是在其超冷的冷冻室中被大量扭曲的蛇所覆盖，能够在200秒内执行复杂的计算。没什么大不了的，对吧？

Sycamore的创建者在博客中写道：“根据我们实验中的测量，我们确定，要想获得类似的输出，将需要世界上最快的超级计算机10,000年。”

图片来自Google。

量子处理器通过使用叠加和纠缠来工作。这些奇怪的量子行为实质上使量子芯片可以同时处理大量数据。为了更好地理解它，可以想象一下，像Strange博士一样，量子处理器可以一次“看到”所有可能的结果，然后从统计学上选择最可能的答案。这意味着费时的程序（例如分解大数）（找到两个大数相乘后再得到另一个大数）对于量子计算机来说是微不足道的。

这些机器不是什么新东西。诸如D-Wave的Leap之类的服务?使任何人都可以使用Python为基于云的量子计算机编写程序，这一壮举看起来像科幻小说。但是，就Google而言，该公司已经在几乎所有其他机器上实现了“量子至上” –从理论上讲，这意味着很多，而实际上却很少。

量子优势意味着Google能够执行在传统计算硬件上无法执行的计算。换句话说，从最快的大型机到Atari 800XL的任何“经典”计算机都无法在合理的时间内（即在宇宙热死之前或10,000年之前，以先到者为准）完成计算。

研究人员写道：“有了第一个无法在经典计算机上合理模拟的量子计算，我们开辟了一个新的计算领域，可供探索。”

但是，一切都不是银河头脑和AI。首先，目前尚不清楚Google的说法是否正确，因为要测试他们是否实现了量子霸权，他们将需要在经典计算机上运行相同的问题，理论上，这需要10,000年。此外，传统上可以在量子计算机上解决的问题也不是完全可行的。量子计算机很擅长在多节点网络中找到最短路径，但不太擅长玩《毁灭战士》。因此，比较从来就不是苹果与苹果。

但是，量子至上性对加密和加密采矿意味着什么，拥有一台高效的机器可以让您在其他所有人的竞争中脱颖而出？

量子计算对区块链网络的最大威胁是其打破传统加密的能力。如果您想真正破坏加密货币，则可以将量子计算机瞄准SHA-256，这是一种流行的哈希算法，可创建32字节的“哈希”密码，从本质上将其变成乱码（例如：“ 5e884898da28047151d0e56f8dc6292773603d0d6aabbdd62a11ef721d1542d8”是“密码。”）

量子计算专家认为SHA-256是煤矿中众所周知的金丝雀。当真正的量子攻击开始入侵全球的系统时，研究人员将惊慌失措。

量子计算将影响包括比特币使用的SHA-256在内的多种加密形式。由于比特币具有价值，人们将更有动力去攻击它。但是，我相信许多更简单的加密算法将首先被破解，并提醒社区该改变的时候了，”专注于业务的区块链提供商Qtum的创始人兼首席执行官Patrick Dai说。“突破SHA-256并非一overnight而就。我们将有许多警告。最终，矿工将在转换发生时支付价款，因为他们陷入了不兼容的硬件，但比特币将继续发展。”

最终，研究人员认为，我们有望打破哈希算法，甚至破坏为我们的公钥和私钥提供动力的非对称密码系统。

QAN的CTO Johann Polecsak说：“量子计算将迫使所有加密货币采用新的签名算法，因为目前的加密算法（也被比特币和以太坊所使用的加密算法）容易受到签名伪造的攻击。”量子证明区块链

对于Vitalik Buterin而言，他并不看好量子计算。

“到目前为止，我对最近的量子至高无上的东西的一句话印象是，对于真正的量子计算，氢弹对核聚变是真正的。有一种现象和从中提取能量的能力的证据，但仍远没有直接用于有用的东西上。”他写道。

我到目前为止对最近的量子至高无上的东西的一句话印象是，对于真正的量子计算来说，氢弹对核聚变来说是什么。证明存在一种现象及其从中提取能量的能力，但仍远未直接用于有用的事物。— Vitalik非赠予者以太（@VitalikButerin），2019年10月24日

“非对称密码学依赖于密钥对，即私钥和公钥。可以从私钥计算公钥，但反之则不行。这是由于某些数学问题的不可能。量子计算机在按数量级执行此操作时效率更高，如果以其他方式进行计算（我们可以从公共密钥中计算出私钥），则整个方案将会失败。这已被证明，我们在这些系统中只需要更多的量子位和稳定性，这些将进一步发展，”他说。

Praxxis的创建者David Chaum 认为，即使不会使用钱包和钥匙，工作量证明系统也将更能抵抗量子攻击。

“工作量证明（PoW）协议中需要挖掘的哈希算法通常可抵抗量子计算。对于使用量子计算机的对手来说，更可能的攻击角度是破坏PoW或权益证明（PoS）协议中钱包的安全性。”

量子计算机可以使用一种称为Shor算法的因数，该因数是加密货币用来保护钱包的长整数。期望任何能够使用量子计算打破RSA（大多数流行平台的加密标准）的参与者都将保持沉默。

“鉴于科学进步的不可预测性和保密的可能性，准确预测量子计算机何时将打破区块链加密货币是愚蠢的事情。话虽如此，尽管很难克服量子计算机发展的障碍，但没有证据表明它们是无法克服的。”

他补充说：“很快，将有一天，将生产出一种能够使用Shor算法破解许多密码系统的量子计算机。直到那天来临之前，区块链社区都会愚蠢地忽略这种威胁。美国国家安全局（NSA）指示政府机构四年前停止对量子敏感密码系统的研究。国家安全局正认真对待量子计算。Chaum说。

底线很简单：一旦量子霸权开始触及包括加密在内的现实世界的实现，所有的麻烦都将荡然无存。减少损害的唯一方法是做好准备。

“就比特币而言，如果某人比其他人具有量子计算能力，那么他们可能能够在升级网络之前开始转移一些大的比特币余额。目前最好的防御方法是只使用一次比特币地址，这样就不会透露公钥。”加密货币初创公司Freedom Stack的首席执行官Adrian Scott说。

不幸的是，就像量子比特的怪异性质一样，没人知道当这些机器开始攻击流行的加密平台时会发生什么。

“这就像是加密的Y2K问题，因为这确实意味着跨网络平台的重大升级，许多应用程序使用的软件库，与其他系统的集成等。我们还不确定“量子抗性”方法的量子抗性如何。”斯科特说。

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编译者/作者：Hashbox算力BTC

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