为什么量子计算不会对加密构成威胁……然而

近年来，量子计算引发了人们对加密货币和区块链技术未来的担忧。例如，人们普遍认为非常复杂的量子计算机有朝一日能够破解当今的加密，这使得安全性成为区块链领域用户的一个严重问题。

SHA-256 加密协议用于比特币网络安全的比特币目前无法被当今的计算机破解。然而，专家预料十年内，量子计算将能够打破现有的加密协议。

关于持有者是否应该担心量子计算机对加密货币构成威胁，第一层区块链平台 QAN Platform 的首席技术官 Johann Polecsak 告诉 Cointelegraph：

“确实。椭圆曲线签名——今天为所有主要区块链提供动力，并且被证明容易受到 QC 攻击——将被破坏，这是系统中唯一的身份验证机制。一旦它被破解，实际上就不可能区分合法的钱包所有者和伪造签名的黑客。”

如果当前的加密哈希算法被破解，那么价值数千亿的数字资产很容易被恶意行为者窃取。然而，尽管存在这些担忧，但量子计算在成为区块链技术的可行威胁之前还有很长的路要走。

什么是量子计算？

现代计算机使用“位”处理信息并进行计算。不幸的是，这些位不能同时存在于两个位置和两个不同的状态中。

相反，传统的计算机位可能具有值 0 或 1。一个很好的类比是打开或关闭电灯开关。因此，例如，如果有一对位，则这些位在任何时刻只能保存四种可能组合中的一种：0-0、0-1、1-0 或 1-1。

从更务实的角度来看，这意味着普通计算机可能需要相当长的时间才能完成复杂的计算，即需要考虑每一个潜在配置的计算。

量子计算机不像传统计算机那样在相同的约束下运行。相反，他们使用称为量子比特或“量子比特”的东西，而不是传统的比特。这些量子比特可以同时以 0 和 1 的状态共存。

如前所述，两个位只能同时保存四种可能组合中的一种。然而，一对量子位能够同时存储所有四个。每增加一个量子比特，可能选项的数量就会呈指数增长。

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因此，量子计算机可以执行许多计算，同时考虑几种不同的配置。例如，考虑 54 量子位 Sycamore 处理器谷歌开发的。它能够在 200 秒内完成一项计算，而世界上最强大的超级计算机需要 10,000 年才能完成。

简单来说，量子计算机比传统计算机快得多，因为它们使用量子比特同时执行多个计算。此外，由于量子位可以具有 0、1 或两者的值，因此它们比当前计算机使用的二进制位系统效率更高。

不同类型的量子计算攻击

所谓的存储攻击涉及恶意方试图通过关注易受攻击的区块链地址来窃取现金，例如那些钱包的公钥在公共分类账上可见的地址。

四百万比特币（BTC)，或所有 BTC 的 25%，容易受到攻击由于所有者使用未散列的公钥或重复使用 BTC 地址，因此被量子计算机攻击。量子计算机必须足够强大，才能从未散列的公共地址中破译私钥。如果私钥被成功破译，恶意行为者可以直接从用户的钱包中窃取用户的资金。

然而，专家预计所需的计算能力执行这些攻击将比当前的量子计算机多出数百万倍，后者的量子比特不到 100 个。然而，量子计算领域的研究人员假设，使用中的量子比特数可能达到未来十年将达到 10 万。

为了保护自己免受这些攻击，加密用户需要避免重复使用地址或将他们的资金转移到尚未发布公钥的地址中。这在理论上听起来不错，但对于日常用户来说可能太乏味了。

有权访问功能强大的量子计算机的人可能会通过发起传输攻击来试图从传输中的区块链交易中窃取资金。因为它适用于所有交易，所以这种攻击的范围要广泛得多。然而，执行它更具挑战性，因为攻击者必须在矿工执行交易之前完成它。

在大多数情况下，由于比特币和以太坊等网络的确认时间，攻击者的时间不会超过几分钟。黑客还需要数十亿个量子比特来进行这种攻击，这使得中转攻击的风险远低于存储攻击。尽管如此，它仍然是用户应该牢记的。

在运输途中防止袭击并非易事。为此，有必要将区块链的底层加密签名算法转换为能够抵抗量子攻击的算法。

防止量子计算的措施

在量子计算被认为是对区块链技术的可信威胁之前，还有大量工作要做。

此外，随着量子计算机的广泛应用，区块链技术很可能会发展以解决量子安全问题。已经有像 IOTA 这样的加密货币使用有向无环图（DAG）被认为是抗量子的技术。与组成区块链的块相比，有向无环图由节点和它们之间的连接组成。因此，加密交易的记录采用节点的形式。然后，这些交易所的记录一个接一个地堆叠起来。

Block lattice 是另一种基于 DAG 的抗量子技术。像 QAN 平台这样的区块链网络使用该技术使开发人员能够构建抗量子智能合约、去中心化应用程序和数字资产。格密码学对量子计算机具有抵抗力，因为它基于量子计算机可能无法轻松解决的问题。这姓名给这个问题的是最短向量问题（SVP）。在数学上，SVP 是一个关于在高维格中寻找最短向量的问题。

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人们认为，由于量子计算的性质，量子计算机难以解决 SVP。只有当量子比特的状态完全对齐时，量子计算机才能使用叠加原理。当量子位的状态完全对齐时，量子计算机可以使用叠加原理。尽管如此，当状态不是时，它必须求助于更传统的计算方法。因此，量子计算机不太可能成功解决 SVP。这就是为什么基于格的加密对量子计算机来说是安全的。

甚至传统组织也已采取措施实现量子安全。摩根大通和东芝联手开发量子密钥分发 (QKD)，他们声称是量子抗性的解决方案。通过使用量子物理学和密码学，QKD 使两方可以交易机密数据，同时能够识别和阻止第三方窃听交易的任何努力。该概念被视为一种潜在有用的安全机制，可以抵御量子计算机未来可能进行的假设区块链攻击。