量子计算会破坏区块链吗

区块链只是改变我们工作和生活方式的最新技术,但是有一种新技术开始出现,据研究人员说,它看起来会破坏破坏者。该技术是量子计算。最近,计算机科学家在“自然”杂志上发表的一篇论文甚至表明,区块链可能会被量子计算淘汰。

科学家认为,在十年内,量子计算机将能够打破区块链的加密代码。请记住,到2025年,全球国内生产总值的高达10%可能存储在区块链上,问题的规模变得清晰。

区块链做什么

区块链是一种用于存储数据的结构,其中称为块的有效事务组形成按时间顺序排列,每个块以加密方式链接到前一个块。虽然它已经与比特币和加密货币广泛相关,但它也越来越多地用于存储企业数据。

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区块链首先是一个开放和分散的公共(或有时是私人或混合)数据库。开放意味着任何人都可以无条件地阅读它,任何人都可以在满足某些条件后写入它。没有可以任意修改数据的管理机构,也不存在数据库被黑客攻击或破坏的单点故障。

区块链中的数据可以是开放的或加密的,只有那些人可以阅读。然而,量子计算可能会改变一切。

量子计算将做什么

量子计算对区块链技术构成了威胁,因为它改变了椭圆曲线密码学的基本安全假设,即计算机不能有效地计算大数,加密货币量子抗性分类帐的首席策略师Adam Koltun说。

在今天的传统和传统区块链中,最常见的公钥/私钥配对形式是基于椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)的形式。ECDSA遵循安全假设,计算机,即使是非常强大的计算机,也无法在人类时间内分解非常大的数字并破坏区块链密钥。大多数传统区块链依赖于ECDSA。

在ECDSA公钥加密系统中,任何人都可以向公钥发送交易或消息,但只有配对的私钥的持有者才能访问已发送到公钥/地址的内容。它就像一个邮箱 – 任何人都可以通过前插槽插入信件,但是需要(私人)钥匙打开后面并从中取出任何东西。“区块链的安全性受其加密功能的保证,而且在量子计算面前,业内最常见的区域链面临风险。此外,与集中式系统不同,分散式系统需要所有用户的主动同意和参与才能实现总地址类型迁移,这是实现量子阻抗所必需的,“他说。

量子计算限制

数字比特币/以太坊销售商 Coinbox.dk的创始人兼首席执行官Alexander Leo-Hansen 表示,尽管量子计算确实构成威胁,但它并不是唯一面临风险的技术。使用区块链的银行,公司和国家将成为目标,如果它发展到量子计算机可以解开区块链代码的程度。但是,他说,它不会走得那么远。有两个原因:

1.增强加密:量子计算很快就会成为现实。它可以并且将用于破解当前的RSA标准。但是,如果将量子计算应用于加密,则加密会变得更加严格,并且破坏区块链代码变得更加困难。

2.区块链公司:IBM,谷歌和其他一些技术巨头是目前开发量子计算的推动者。他们很可能不会让量子计算用户破解银行加密或区块链。“这样做是违法的,会破坏这些公司。我相信未来每个加密[系统]都将通过量子计算得到改善。区块链日益改善,“他说。

理论威胁超越区块链

标量研究和量子计算研究员的创始人 Gabriel Bianconi表示,在实践中,量子计算只会构成边际威胁。公钥加密是用于加密和身份验证的常用技术。Internet连接(HTTPS),区块链和许多其他应用程序使用此技术。在大多数情况下,它们的安全性依赖于诸如整数分解之类的硬数学问题,这些问题不能被传统计算机轻易破解。

理论上,足够强大的量子计算机能够有效地解决这些问题。如果发生这种情况,他说,那么问题远比比特币大得多 – 人们将能够破解现今使用的大多数形式的密码术。但是,有两个原因可以解释为什么这不是一个直接的问题:

1.量子计算成熟度 –   这种计算仍处于起步阶段。到2025年,一个足够强大的量子计算机不一定可用。

2.量子安全算法 –  还有其他加密算法称为量子安全或后量子算法,这些算法无法被量子计算机破解。有些加密货币已经在试验这些技术(例如QTUM)。如果量子计算成为风险,比特币可能会转变为类似的算法。

量子计算的长期威胁

预测未来很难。构建量子计算机极具挑战性,但解决传统计算机无法解决的重要问题的潜力正在激励大公司花费大量时间和资源成为第一个成功构建计算机的人,并且正在迅速取得进展。

DigiCert的行业和标准技术策略师Tim Hollebeek 指出,与传统计算机不同,量子计算机最擅长解决某些非常专业的问题。然而,对于那些问题,它们远比传统计算机好得多。例子包括模拟其他量子力学过程,解决天气预报或人工智能的复杂互联方程,以及非常大的因子分解。

可能会在未来几年内出现可以解决有趣问题的量子计算机。可以威胁到现代加密算法的那些可能会更远,但可能会在7到10年内到达。

最重要的危险是,作为全世界所有现代密码学基础的非对称加密算法(RSA和ECC)都是对量子计算机的弱防御。现在有效的量子计算机已经成为现实,加密系统将不得不转换到新的加密算法,这些算法旨在强大对抗量子计算机。“很难过分强调这种转变的严重程度。几乎所有的加密软件和硬件都是如此需要在未来十年或二十年内重建和更换,“他说。“这将是一个漫长而复杂的过程,行业专家正在努力为这一重要转变做好准备。”