比特幣面臨量子運算的風險嗎?

比特幣白皮書中引用的密碼學家和密碼龐克 Adam Back 表示,比特幣在至少二到四十年內不太可能面臨來自量子運算的重大威脅。 在 11 月 15 日回覆一位 X 用戶關於比特幣 (BTC) 是否有風險的提問時,Back 寫道「可能在 20-40 年內不會」,並補充說美國國家標準與技術研究院 (NIST) 已經批准了後量子加密標準,比特幣可以在「密碼學上相關的量子電腦出現之前很久」實施。 這場討論源於一位用戶分享了加拿大裔美國創業投資家和企業家 Chamath Palihapitiya 的一段影片,他預測比特幣的量子威脅將在兩到五年內成為現實。 他指出,要破解比特幣依賴的加密標準 SHA-256,量子電腦將需要大約 8,000 個量子位元。 在四月中旬接受 Cointelegraph 採訪時,這位密碼龐克暗示,量子運算的壓力可能會揭示區塊鏈的匿名創建者是否仍然在世。 Back 解釋說,量子運算可能會使中本聰持有的比特幣容易被盜,迫使他將其轉移到一個新地址,以避免失去對他的幣的訪問權。

量子運算的現狀

目前的量子電腦要么噪音過大,無法支持破解加密,要么嚴重缺乏量子位元數量。 例如,加州理工學院的中性原子陣列(目前量子位元數量的記錄保持者)擁有多達 6,100 個物理量子位元,但無法破解 RSA-2048,即使估計只需要大約 4,000 個邏輯量子位元。 原因是 4,000 個量子位元的粗略估計是一個理想化的模型,假設完美的本地量子位元,而沒有考慮到現實世界的噪音。 簡而言之,4,000 個量子位元是在無錯誤環境中在 RSA-2048 上運行破解加密的 Beauregard 的 Shor 電路所需的數量 - 這種量子位元稱為邏輯量子位元。 容錯性較低的陷阱離子系統,例如 Quantinuum 的 Helios,達到了 98 個物理量子位元,充當 48 個糾錯邏輯量子位元 - 這意味著我們每兩個物理量子位元獲得一個可用的量子位元。 通用閘極量子電腦通過 Atom Computing 達到了 1,180 個量子位元 - 這是第一個在 2023 年底突破 1,000 個量子位元的系統。 目前的量子電腦遠遠無法威脅到目前的加密標準。 然而,專家們正在爭論縮小差距需要多長時間。 一些人預測會線性發展,而另一些人則預計,隨著研究領域繼續吸引大量投資,將會取得突破。

我們今天面臨的量子威脅

雖然量子電腦不太可能在短期內破解現代加密,但它們潛在的未來存在構成今天的威脅。 「現在收穫,稍後解密」是一種攻擊,攻擊者收集數據並將其存儲,直到未來的技術能夠解密。 這種問題不會影響比特幣,比特幣使用加密來確保只有合法的擁有者才能訪問他們的資產。 只要比特幣及時實施抗量子系統,它將保持安全。 然而,這種攻擊會影響任何使用加密來確保信息長期以來不被窺探的人。 如果一個極權國家的持不同政見者受到加密保護,用戶會希望確保數據在未來 10 年、15 年、20 年或更長時間內保持保護。 智能合約研究員 Gianluca Di Bella 專門研究零知識證明,他最近告訴 Cointelegraph,我們應該「現在遷移」到後量子加密標準,原因就在於此。 他說,「實際的商業量子運算」可能還需要 10 或 15 年的時間,但他警告說,「像微軟或 Google 這樣的大型機構可能在幾年內就會找到解決方案。」

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