SAFEIS行业观察:量子计算机近日取得突破性发展,对区块链有多大威胁?

从加密货币价格的剧烈波动到行业监管的不确定性,从生态崩塌到机构暴雷,这段时间的加密市场赚足了眼球,加密行业发展的不稳定因素集中爆发,更令人担忧的是,尽管区块链已经取得了巨大的进步,但基本的技术漏洞仍然有可能被未来的技术(如量子计算机)利用。

尽管量子计算机不会完全消灭区块链和加密货币,但专家们一致认为,量子计算机会给整个加密货币带来重大的安全风险。

SAFEIS获悉,在澳大利亚工程师创造了世界上第一个单原子晶体管的十年后,即2022年6月24日,澳大利亚量子计算初创公司 Silicon Quantum Computing(简称SQC)宣称其已经研发出世界上第一个原子级集成电路,这意味着量子计算机离面世向前跨越了一大步,标志着量子技术正在步入快速发展阶段。

量子技术允许计算机利用量子物理学的规则来加速计算,并以当今计算机根本无法做到的速度处理大量数据。 


一.量子计算机:超强大的机器


量子计算机
量子计算机

量子计算始于 1980 年,由当时物理学家Paul Benioff提出基础模型,量子计算是一种利用量子态的集体属性来执行计算的计算类型,属于迅速兴起的最前沿的技术。与支持传统计算的二进制位不同,量子计算可以通过使用量子位同时运行多个进程

新南威尔士大学首席研究员兼 SQC 创始人 Michelle Simmons 透露,量子计算技术具有大量潜在应用,包括设计新材料的能力。

执行量子计算的设备称为量子计算机。量子计算机采用晶体管以与传统计算机相同的方式对信息进行编码,但与传统计算机相比,量子计算机晶体管的大小与单个原子相当。

量子计算机是一个功能极其强大的设备,它的计算速度比我们当今世界上最复杂的超级计算机还要快 1.58 亿倍,其可以在四分钟内完成传统超级计算机需要 10,000 年才能完成的工作。


二.量子计算机:对加密货币有多大威胁?


加密货币由一种称为公钥加密的技术保护,该加密技术保障着区块链的正常完全运营,一旦该加密技术失去效用,区块链的安全便岌岌可危。

量子计算的一个显着应用是攻击当前使用的密码系统。如果量子计算继续快速推进下去,量子计算机将能够破解公钥密码学,这可能对加密世界造成严重威胁,如果加密被攻破,攻击者就可以冒充为加密货币、NFT或其他加密数字资产的合法所有者。

量子计算机通过操纵存储在量子比特上的数据来发挥作用,量子比特是带电原子等元素,这些元素受制于超小型的特殊物理学。当前,量子计算机所能控制的量子比特数只有几十个,但要想达到破解加密的目的,量子计算机将需要利用至少数千个量子比特。量子计算机的制造商正在努力解决这些缺点。他们正在将更多的量子位填充到机器中,以帮助量子计算机执行更复杂和更长的计算。

“预计在几年内,将有足够强大的量子计算机可以破解区块链的加密技术。一旦量子计算变得足够强大,那么基本上所有的安全保证都将失效,用户可能会失去他们的加密资产,整个加密系统都会崩溃。”量子计算领域权威人士介绍说。


三.加密市场如何应对?


基于量子的密码系统可能比传统系统更安全,可抵御量子黑客攻击,可有效应对量子计算机的严重威胁。事实上,一些加密货币和区块链项目正在积极开发抗量子软件

1.以太坊3.0

以太坊项目创造了仅次于比特币的总价值最大的加密货币,已经开始绘制后量子进程。以太坊基金会研究员贾斯汀·德雷克(Justin Drake)在 2019 年的StarkWare 会议上详细介绍了以太坊 3.0 中的量子阻力想法。不过,鉴于,以太坊2.0推出时间不断推迟,以太坊3.0的最终实现还有很长的路要走。

2.新区块链技术

为了防止未来可能出现的量子破解威胁,一些机构和公司正在构建专为量子计算时代设计的新区块链技术。这包括Quantum Resistant Ledger和Bitcoin Post Quantum。

3.量子安全技术

初创公司Cambridge Quantum Computing正在研究“可应用于任何区块链网络”的量子安全技术。它旨在保护存储区块链数据的计算机之间的通信以及用于区块链数据的签名信息。 

到目前为止,后量子密码算法还有很多难题需要攻克,其中最重要的一个是,采用后量子密码算法后,通常需要更长的数字加密密钥和更长的处理时间。