谷歌的“量子霸权”会冲击加密世界吗？

编者按：本文来自蓝狐笔记（ID：lanhubiji），本文源自Coindesk，作者：John Biggs，由“蓝狐笔记”社群“JT”翻译，Odaily星球日报经授权转载。

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和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。

“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）

量子计算机图片via Google

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）