量子计算会中断Bitcoin？

了解量子计算的基础知识

量子计算是一个快速发展的领域，它利用量子力学的原理来以经典计算机无法实现的速度执行计算。与使用位（0和1s）的传统计算机不同，量子计算机使用Qubits ，由于叠加，它们可以同时存在于多个状态中。这使他们能够并行处理大量数据，并可能比古典系统快得多地解决复杂问题。

该技术的最重要含义之一在于它可能破坏当前在许多数字系统（包括Bitcoin的加密协议）中使用的加密算法的潜力。问题源于以下事实：某些类型的加密，例如RSA和ECC（椭圆曲线加密） ，可能容易使用Shor's Algorithm（一种能够有效地考虑大量数量的量子算法）的攻击，这是一种可以有效地考虑大量的 - 经典计算机在可行的时间范围内无法做到这一点。

Bitcoin如何使用加密

Bitcoin在很大程度上依赖公钥密码学，特别是椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）来确保交易并确保硬币所有权。每个Bitcoin地址均来自一个私钥，必须保持秘密。如果有人要获取您的私钥，他们可以控制相关资金。

Bitcoin的安全性取决于从公共密钥中得出私钥的计算困难，而当前技术实际上被认为是不可能的。但是，量子计算机具有理论上的能力，可以使用Shor的算法从公共键反向工程私钥，因此，如果没有缓解的情况，则会损害钱包的安全性。

量子计算的当前威胁水平Bitcoin

截至目前，不存在能够破坏ECDA的实用量子计算机。大多数现有的量子机是嘈杂的中间尺度量子（NISQ）设备，这意味着它们缺少有效地运行Shor算法所需的错误校正量子数的数量，以有效地对Bitcoin中使用的数字大小有效。

例如，打破256位椭圆曲线将需要数千个逻辑Qubits ，而当今最先进的量子处理器只提供了几百个物理量子，甚至更少的错误校正量。因此，对Bitcoin的直接威胁是最小的，但是量词后安全的长期计划是审慎的。

如果量子计算机破裂Bitcoin会发生什么？

如果量子计算机成功打破了Bitcoin的加密，则可以：

• 从公共钥匙中得出私钥
• 伪造交易
• 双层硬币

但是，Bitcoin有几层保护。仅当通过地址进行交易时才能揭示公共密钥。如果地址仅收到资金（未发送任何资金），则公共密钥仍然隐藏起来，这使得量子攻击成功变得更加困难。

从理论上讲，一旦暴露了公共密钥，量子攻击者就可以计算私钥，并试图在合法所有者之前花费资金。但是，这种情况既假定实时访问，又假定非常快速的量子计算，这尚不可行。

可能的缓解和升级

为了保护未来的威胁，Bitcoin社区可以通过硬叉或软叉升级实施量子后加密算法。一些建议的替代方案包括：

• Lamport签名，这是一次性使用，并且具有抗量子攻击的抗性
• 基于哈希的签名，例如XMSS和括约肌+
• 基于晶格的密码学，可针对已知量子算法具有鲁棒性

这些方法仍在研究和开发中，将它们整合到Bitcoin中，将需要在开发人员和矿工之间进行广泛的测试和共识。重要的是，任何变化都必须保持向后兼容性，并避免破坏网络的分散性质。

对采矿和工作证明的影响

虽然主要问题是交易安全性，但另一个方面是开采。 Bitcoin使用SHA-256哈希算法进行工作证明，这也是量子优势的目标。 Grover的算法是一种量子搜索算法，理论上可以减少找到有效哈希所需的时间。

但是，即使Grover的加速度，Bitcoin中的采矿难度调整机制也可能抵消任何收益，从而确保块时间保持稳定。因此，除非量子硬件对ASIC实现指数改进，否则量子挖掘的优势是不可能的，这在短期内无法预期。

常见问题

1。量子计算机可以更快地矿Bitcoin？虽然量子计算机可能通过Grover的算法提供一些提高效率，但Bitcoin协议会自动调整采矿难度，这将消除实践中任何量子速度优势。

2。是否已经存在抗量子的加密货币？是的，一些新的加密货币（例如量子耐药分类帐（QRL））是从头开始设计的，旨在承受量子攻击，而无需将来升级。

3。我应该将Bitcoin移至新的量子安全钱包？除非核心开发人员在大规模安全更新后得到核心开发人员的建议，否则不必要的资金会增加风险的影响。只要私钥保持不妥协并且地址未重新使用，目前的钱包就安全了。

4.量子计算机威胁到Bitcoin多长时间？大多数专家估计，假设量子误差校正和Qubit可伸缩性的持续进展，能够破坏ECDA的功能性大规模量子计算机至少十年远。