Google的量子突破对区块链密码学意味着什么?


多年来,我们一直被警告说,量子计算的突破指日可待。当这一天来临时,我们被告知,它可能会使现有的加密标准过时,从而威胁到每个主要 区块链的安全性。这一天似乎终于到来,Google实现了“量子霸权”,尽管这一壮举令人激动忐忑,但是这并不标志着加密网络游戏的结束,至少目前还没有。

他们真的做到了——绝对的狂人

上周五,英国《金融时报》发布了一篇报道,声称Google研究人员发表的一篇论文描述了计算机领域的一项重大突破。利用量子计算机,该研究小组在三分钟内完成了一项计算,这一运算量本该花费世界上最强大的超级计算机10000年的时间。在这个以不断改进为特色的行业中,这听起来像是一次质的飞跃,值得同“宇宙大爆炸”相比较。研究人员声称已经实现量子霸权,是指在特定测试中量子计算机胜过世界上最好的经典计算机。

Google将这项成就描述为“迈向全面量子计算的里程碑”,并预测量子计算能力将以“双指数速率”扩展,超过摩尔定律数十年来描述的指数速率。表面上看,这项技术听起来有可能摧毁我们珍视的一切,从 比特币开始。现实是(通常如此):量子计算对比特币“死亡”的预测被极大地夸张了。

密码学与抗量子区块链的兴起

由于担心量子突破即将来临,威胁到所有已知加密算法的神圣性,密码学家一直致力于开发量子抵抗链,以抵抗量子计算机中的“寒武纪爆炸”。

抗量子区块链QAN首席技术官Johann Polecsak 告诉news.Bitcoin.com:“最主流的公钥算法理论上有被量子计算突破的风险。如今截获并存储的大多数加密数据都可能在不久的将来被量子计算机解密。”

Polecsak在Google的量子计算机(据称是Sycamore)上大胆地表示:

“ Google实现量子突破的概念听起来非常引人注目,但实际上,目前很难衡量其重要性。我们如何确定Google的量子计算机比D-wave强大,例如,它在四年前超过了1000量子位?”

QAN协议中所有可能受量子算法(通常是Shor或Grover算法搜索)影响的签名和哈希值均受后量子密码保护。听上去,这是一个致力于保护量子超级计算机世界中的网络的密码学流派。后量子密码学有许多模型,QAN目前支持基于格的方法。后量子密码学研究的六所小学的其他变体包括基于散列和代码的密码。

Andrew Yang暗示威胁真实存在

在讨论量子计算时,最困难的事情之一是将事实与虚构分离,恐惧与制造恐惧剥离,理论与实践分开。在计算领域FUD和FOMO一直供不应求,这或许可以解释为什么量子威胁在密码领域产生如此强烈的共鸣。在量子突破的情况下,比特币和其他加密货币的“公正”程度取决于你想相信谁。例如,支持科技的总统候选人Andrew Yang在他的量子计算和加密标准政策中解释道:

使用量子位的量子计算机理论上将能够在一天之内打破我们当前的加密标准所必需的计算。发生这种情况时,我们所有的加密数据都将受到攻击。这意味着我们的业务、通讯渠道及银行和国家安全系统都可以访问。

至于何时会发生这种情况,Yang指出:“有人估计,这一时间线为10年或更短。简而言之,这是一个必须立即解决的问题……首先,我们需要立即投资并开发新的加密标准和系统,并立即转向使用这些抗量子计算的标准来保护我们最敏感的数据。”



Andrew Yang


比特币还没有失败

虽然量子计算的进步值得密切关注,但没有证据表明BTC和BCH私钥有很快被弹出的危险。为了说明当前加密标准的安全性,Openbazaar的Chris Pacia 在2013年发表了一篇博文,其中讨论了常用的128位高级加密标准(AES),其结论是:“如果地球上70亿人中的每一个人都有10台计算机测试10亿每秒的密钥组合,需要7.7*10^24年才能找到一个128位AES密钥。”

至于量子计算机能以多快的速度实现同样的壮举,Pacia坦言自己不是专家,但他大胆表示:“量子计算可能会将密钥的大小加倍,而密钥可以有效地被强行使用。这可能会导致AES-128失效,但AES-192和AES-256应该仍然安全。”

比特币挖矿使用SHA-256,而密码学使用ECDSA(椭圆曲线数字签名算法)创建私钥和公钥对。例如,在量子计算机破解SHA-256的情况下,一个显而易见的解决方案是切换到更强大的同类加密算法,例如SHA-512。

正如维基百科中后量子密码学里所述:“虽然量子Grover算法确实加快了对对称密码的攻击,但加倍密钥长度可以有效地阻止这些攻击,因此,后量子对称密码学与当前的对称密码学没有显着区别。”换句话说,即使量子计算确实实现了规模化,我们也不太可能需要去彻底重新设计我们的密码学。相反,我们只需要强制执行包含更多位、更强大的算法版本即可。

正如Sabine Hossenfelder在6月一个关于量子霸权的视频中所总结的:

我对量子计算机很快就会有实际应用这一想法并不持乐观态度。我很担心量子计算会像核聚变一样:它永远有前途,但永远不会起作用。不过,量子霸权将是一个超级激动人心的事件。

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