谷歌的“量子霸权”会冲击加密世界吗?

前言:前几天,谷歌宣布其“量子霸权”的实现,这导致人们对比特币加密货币安全的担忧。从目前看,实践上它还远没有落地,但只要存在这种可能性,加密社区就需要认真对待,并尽快做好准备,有备才能无患。本文作者John Biggs,源自coindesk,由“蓝狐笔记”社群“JT”翻译。

“量子霸权”的术语激发了一个关于世界大脑超级计算机的想象,想象这样的计算机可以计算地球上每个沙滩上的沙粒。但是,谷歌官方宣称的“量子霸权”意味着什么?实用量子计算机将如何改变加密世界?

历经一个月的猜测之后,谷歌宣布它已经构建并测试了一个名为“Sycamore”的54量子位的量子处理器。该处理器看上去像是在其超冷的冷冻室中被扭动的蛇群所覆盖。它能在200秒内执行复杂计算。这没什么大不了的,对吗?

“根据我们实验中的测量,我们确定它要花费世界上最快的超级计算机10,000年时间来生成类似的输出,”Sycamore的创建者在博客中写到。(蓝狐笔记注:它的意思是说,跟当前世界上最快的超级计算机相比较,量子计算机要先进太多太多)

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得量子芯片可以同时处理大量的数据。为了更好地理解它,想象一下,量子处理器就像是奇异博士,能够同时“看到”各种可能的结果,然后从统计学上挑选出最可能的答案。(蓝狐笔记注:奇异博士是漫威的超级英雄,原为神经外科医生,后来成为魔法师)

这意味着耗费时间的程序,例如大数分解,如找到两个大数,其相乘后再得到另外一个大数等。此类计算对于量子计算机来说是小菜一碟。

这些机器算不上什么新东西。像D-Wave的Leap这样的服务可以让任何人用Python为基于云的量子计算机编写程序。这一成就听上去像是科幻小说。

但是,就谷歌而言,它已经实现了“量子霸权”,超越几乎所有其他现存机器,从理论上讲,这意味着很多,而从实践上,它没多少意义。

“量子霸权”意味着谷歌能够执行在传统计算机硬件上无法执行的计算。换言之,任何“经典的”计算机,从最快的大型机到Atari 800XL,都无法在合理时间内(宇宙热寂之前或10,000年之前,不管是谁先到)完成计算。

“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供大家探索。”研究人员写道。

然而,一切都不是银河系思维和人工智能。首先,还不清楚谷歌的说法是否是正确的。因为,为了测试他们是否确实取得“量子霸权”,他们需要在经典计算机上运行相同的问题,从理论上,它需要花上10,000年。

进一步来说,传统上你可以在量子计算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,但它并不太擅长于玩《毁灭战士》。因此,这里的比较从来就没有简单的可比性。(蓝狐笔记注:《毁灭战士》是一款3D系列射击游戏)

但是,“量子霸权”对加密货币和加密货币的挖矿来说,意味着什么?拥有高效的机器会让你在跟所有其他人的竞争中脱颖而出?

量子飞跃

量子计算对区块链网络的最大威胁是它破解传统加密的能力。

如果你想真正毁灭加密货币,则可以将量子计算机瞄准SHA-256,它是一种流行的哈希算法,可以创建32字节的密码“哈希”,从本质上,它将其变成不可读的乱码,(例如:“5e884898da28047151d0e56f8dc6292773603d0d6aabbdd62a11ef721d1542d8”类似于“密码”)

量子计算专家将SHA-256看作为煤矿中的众所周知的金丝雀。(蓝狐笔记注:煤矿中的金丝雀是指,金丝雀对瓦斯非常敏感。早期的煤矿工人下井带上金丝雀作为“瓦斯监测”,以作为安全预警)当真正的量子攻击开始入侵全球系统,研究者将会恐慌。

“量子计算将影响很多种加密形式,其中包括比特币在用的SHA-256。既然比特币具有价值,人们将有更大动力攻击它。然而,我相信很多更简单的加密算法首先会被破解,这会警醒社区作出改变。”Qtum的创始人兼CEO Patrick Dai说。他还补充到:“破解SHA-256并非一夜之间可以达成。我们会有很多预警。最终来说,当转换发生时,矿工可能会付出代价,因为他们会陷入不兼容的硬件,但比特币会继续发展。”

最终来说,研究人员认为,我们有望破解哈希算法,甚至有可能破解支持公私钥的非对称加密体系。

“量子计算将迫使所有加密货币采用新的签名算法,因为当前的算法,也包括比特币和以太坊在用的,被证明是容易受到签名伪造攻击的。”QAN(据称是抗量子攻击的区块链)的CTO Johann Polecsak说道。

而对Vitalik Buterin来说,他并不看好量子计算。

他写道“迄今为止,用一句话来说,我对最近“量子霸权”东西的印象是,真实的量子计算就像是核聚变之于氢弹。证明一种现象和从中提取能量的能力,但仍远未直接用于有用的事物。”(蓝狐笔记注:V神的大意是有理论的证明,但在工程实践上还有很大的距离)

“非对称加密依赖于密钥对,也就是私钥和公钥。公钥可以从其私钥中计算出来,但反过来不行。这是由于某些数学问题的不可能性。量子计算机从量级上执行这种操作更高效,如果用其他方法可以进行计算,也就是从公钥可以算出私钥的话,那么,整个机制将会被破解。这已经被证明,我们在这些系统中只是需要更多的量子位和稳定性,这些都会持续发展。”Praxxis的创始人David Chaum说道。

他认为,PoW系统更能抗量子攻击,即便钱包和密钥不那么抗量子攻击。

他说:“工作量证明(PoW)协议中挖矿所需的哈希算法通常可以抗量子攻击。对于使用量子计算机的恶意者来说,更可能的攻击角度是破解PoW和PoS协议中的钱包安全。”

量子计算机可以使用一种称为“Shor”的算法来分解加密货币用来保护钱包安全的长整数。期望是,任何能使用量子计算破解RSA(大多数流行平台的加密标准)的行为者都将可能保持沉默。

Chaum说:“鉴于科学进步的不可预测性,以及保密的可能性,准确预测什么时候量子计算将破解区块链加密是愚蠢的事情。话虽如此,尽管量子计算机发展的障碍很难克服,但没有证据表明它们是无法克服的。”

同时,他还补充道:

“将来有一天,使用Shor的算法来破解很多加密系统的量子计算会被生产出来。如果直到那天来临时,区块链社区一直忽视这个问题将会愚蠢的。在四年多前NSA指示政府机构停止在对量子敏感的加密系统上工作。NSA一直非常严肃地看待量子计算。我们也应该如此。”

底线很简单:一旦量子霸权开始触及现实世界的实施,那么,包括加密领域在内,一切都将失控。减少损失的唯一办法是做好准备。

“就比特币而言,如果有人比其他人先获得量子计算能力,那么,他们能在网络升级之前开始转移大量的比特币余额。目前最好的防御方法是只使用一次比特币地址,这样就不会泄漏公钥。”加密货币初创公司Freedom Stack的CEO Adrian Scott说道。

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

Scott说:“这就像是加密世界的Y2K问题,因为这确实意味着跨网络平台的重大升级,很多应用使用的软件库,与其他系统的集成等。我们也无法确定地知道“抗量子”的方法到底能多抗量子。(蓝狐笔记注:Y2K是指千年虫问题,千年虫是指程序处理日期上的bug,某些使用了计算机程序的系统中,由于其中的年份使用的是两位十进制数来表示,导致当系统进行跨世纪的日期处理运算时会出现错误,从而引发系统的紊乱或崩溃)

来源:蓝狐笔记

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