区块链密码学如何对抗量子机器的兴起

区块链密码术是保护加密货币和其他数字资产免受黑客和其他网络攻击的核心。公钥加密为每个用户提供公钥和私钥,这些攻击极难通过暴力攻击进行猜测,至少使用当今的计算资源。然而,量子计算的发展将使蛮力攻击在未来变得更加容易。

在这里,我们将深入探讨量子计算机如何成功攻击现有的区块链密码术。考虑到一些项目已经取得进展,我们还将研究如何利用量子机器来保护区块链。

量子计算机如何打破区块链密码学?

区块链使用公钥加密,每个用户都有一个公钥和私钥来保护他们的数字资产。这些密钥是使用称为素数因子分解的加密方法生成的,该方法是所有现代密码术的支柱。

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素数因子分解背后的数学原理是,通过乘以素数可以产生任何数量,无论多大。使用素数生成任何数字都相对容易。然而,逆转过程并确定哪些素数乘以产生一个数字变大的特定值变得非常困难。这种逆转称为素数因子分解。

区块链密码学中的素数因子分解

使用较小的值可以很容易地将质数分解,但是对于大数字几乎不可能。图片来源:varsitytutors.com

密钥加密和素数因子分解

区块链密码术依赖于素数因子分解来链接公钥和私钥。私钥的素数因子是私钥的形式。因为今天的计算机,即使利用网络的优势,也无法考虑私钥,我们的数字资产可以保持对攻击者的安全。

例如,在2009年,研究人员使用计算机网络尝试将数字长度调整为232位。一台计算机发动这种攻击需要相当于2000年的时间。然而,计算机安全专家认为这是一种不可接受的风险。因此,当前的加密标准使用309位长的素数。

与当今的计算机相比,量子计算机每秒能够执行数千次计算,甚至可以解决网络效应问题。量子机器仍处于相对早期的开发阶段。然而,它认为在未来十年内,量子计算机将变得足以打破现有的区块链密码术。

IBM量子计算

IBM只是开发强大量子计算机的公司之一。图片来源:IBM

因此,区块链开发人员社区面临的挑战之一是确保现有的区块链具有足够的弹性,能够承受量子计算机的攻击。

量子计算对区块链的特殊威胁

由于所有当前的网络安全都依赖于使用素数因子分解的加密,因此量子计算的出现不仅仅是对区块链加密的威胁。它对整个互联网和所有连接的计算机都有影响。但是,集中式实体几乎控制着区块链之外的所有网站和网络。因此,在网络或网站上实施升级不是一个重大问题。

另一方面,分散的网络控制区块链。权力下放意味着网络上的每台计算机必须同意同时升级才能使升级变为活动状态。不仅如此,因为区块链密码的量子威胁是公钥和私钥特有的,那么所有钱包都需要升级到新软件以确保量子阻力。