比特幣反量子演算法

1. 為什麼說量子計算機會是比特幣的終結者

因為比特幣協議使用的是不對稱的加密貨幣，用其相應的公鑰驗證私鑰簽署的交易，以確保比特幣只能被合法所有人使用。使用當前可用計算機強制私鑰與公鑰保持一致不可行，但量子計算機卻可以解決不對稱加密貨幣的問題。

硬體和軟體的整合是這一過程的關鍵環節，量子計算能夠解決目前電腦無法解決的問題前也許還需要「數次迭代」也就是說由於現在都是基於布爾邏輯體系展開運的電子計算機。而量子原理邏輯是顛覆性的，要實現商業化需要整個量子產業鏈的完善配套和優化。其中包括硬體方面的、操作系統、軟體方面的方方面面的生態建設過程。走出實驗實到完全商用，少說也得5到10年的籌備完善過程。

2. 比特幣被一些人稱為「數字黃金」，比特幣能與黃金相提並論嗎

從某種意義上來講，它確實能與黃金相提並論。但是比特幣是一個通縮貨幣，這使得它與黃金有些類似。全球每年新挖的黃金遠遠趕不上經濟規模的擴張，更趕不上法幣的發行量，所以，黃金在不斷地升值，也可以看作法幣相對於黃金在不斷貶值。

然而，近期全球經濟動盪，股價油價大跌的時候，我們發現，市場的避險資金卻並沒有流向比特幣，幣價大跌，反而是黃金的價格非常堅挺。

這說明比特幣作為“數字黃金”這個地位還沒有被全球主流認可。因為比特幣的價格是全球市場博弈的結果，一小撮堅定的持幣用戶其實對幣價毫無影響。在我看來，主流市場不認可比特幣的避險屬性，恰恰說明比特幣存在巨大的風險。

我認為比特幣未來最大的風險並不是量子計算機破解加密演算法，因為這種風險是逐步積累，並且只需要用更先進的抗量子的加密演算法替換現有演算法即可，這種屬於正常的技術升級，並不影響比特幣的價值。

比特幣最大的風險來源於它的共識，即2100萬的恆定總量實際上是通過代碼實現的，每四年減半的邏輯也是通過代碼實現的，如果將來取消2100萬的上限，比如在本次減半（2020年4月左右）後不再減半了，以恆定的速度通脹下去，也就是改動幾行代碼的事情，非常簡單。

看到這里，幣圈資深人士肯定會笑話我杞人憂天，因為打破了共識比特幣就不再是比特幣，它會一文不值。

3. 比特幣價值將歸零谷歌計劃2029年前量子計算商用化

（思進註： 1994年，數學家Peter Shor公布了一種量子演算法，該演算法可以打破最常見的非對稱密碼演算法的安全性假設。這意味著擁有足夠大量子計算機的任何人，都可以使用此演算法通過公鑰反算出私鑰，從而偽造任何數字簽名。這是否意味著比特幣將會被量子計算機crack down…… 事實上，中心化的密鑰體系PKI，確實會有這個風險，因為大多數應用是CA+10的6次方。海量反編譯，是可以推算出中心密碼本的！也就是說，偽造PKI數字簽名是有可能的， 拭目以待吧……再轉發下文，和大家分享……）

谷歌計劃2029年前量子計算商用化，比特幣價值將歸零？

作者 | 新浪 財經

來源 | 華爾街見聞

量子計算何以對比特幣構成威脅？

在解釋這個問題前，需要先了解以下幾個知識點。

經典計算機採用二進制，用0和1構建了底層代碼的一切。量子計算機可以同時儲存和表示0和1疊加態。比特幣挖礦基於計算一種名為SHA-256的哈希函數（一種函數演算法，把任意一個字元串輸入SHA-256函數，都會輸出一個256位的二進制數）的正確值。每一個比特幣用戶在注冊的時候，系統都會生成一個隨機數，再對這個隨機數進行SHA256再進行hash160，產生一個叫做私鑰的字元串。作為數字簽名。私鑰可以對一串字元進行加密。而公鑰可以把私鑰加密之後的數據進行和解密。加密和解密的鑰匙不一樣的這種加密方式，稱之為非對稱加密。通過公鑰反算不出私鑰。如果私鑰遺失，那麼擁有者的比特幣就無法取出。

基於上述原因，由於SHA-256的正確值十分難計算，數量有限的比特幣才會變得極為稀缺和珍貴。同時由於經典計算機無法通過公鑰反算出私鑰，私人擁有的比特幣才無法被他人獲得。

但在1994年，數學家Peter Shor公布了一種量子演算法，該演算法可以打破最常見的非對稱密碼演算法的安全性假設。這意味著擁有足夠大量子計算機的任何人，都可以使用此演算法通過公鑰反算出私鑰，從而偽造任何數字簽名。

故而，在量子計算面前，比特幣的挖礦將變得輕而易舉，通過公鑰也能反算出私鑰。這令比特幣變得不再稀缺，也不再安全。

同時意味著比特幣的共識將產生崩塌，比特幣的價值也將趨零。

關於量子力學，廣為人知的還有光的波粒二象性、觀測者效應，和一個著名的思想試驗——薛定諤的貓。

量子世界是如此不合常理，以至於它曾令說出「上帝不會擲骰子「愛因斯坦，都感到困惑不解。

無論如何，量子計算機的出現，對經典計算機形成了巨大挑戰。而隨著量子計算研究進程的遞進，比特幣的破解，或許在2029年前就將成為可能。

谷歌的量子計算進程如何？

早在2019年，谷歌發表在《自然》雜志上的論文稱，其開發的54比特（其中53個量子比特可用）超導量子晶元「Sycamore」，對53比特、20深度的電路采樣一百萬次僅需200秒，最強的經典超級計算機Summit要得到類似的結果，則需要一萬年。基於這一突破，谷歌宣稱實現了「量子霸權「。

而近日在 Google I/O 大會上，領導谷歌 Quantum AI（量子 人工智慧）團隊的的科學家Hartmut Neven表示，谷歌計劃在2029年前建造數十億美元的量子計算機並將其正式商用。

谷歌的目標是建造有著100萬個量子比特的計算機。不過，谷歌同時表示，首先需要減少量子比特產生的錯誤，然後才能考慮將1000個量子比特一起構建為一個邏輯量子比特。這將為「量子晶體管」打下基礎，「量子晶體管」是未來量子計算機的基礎。目前谷歌的量子計算機只有不到100個量子比特。但要知道，互聯網誕生至今不過52年，第一台通用計算機誕生至今不過75年．

谷歌目前正在加利福尼亞州擴建一個新園區，用以專注於量子計算方面的研究工作，擴建工程將於2020年底正式完工。

在量子計算領域大舉投資和押注的公司，除了谷歌，還有IBM、D-Wave Systems、霍尼韋爾（Honeywell）。

IBM Research總監Dario Gil曾表示，2023年將是量子計算大面積使用的轉折點，屆時將能通過軟體實時查看和更新量子計算的狀態，而不再是通過以往的硬體調整。

高德納咨詢公司 （Gartner）副總裁Chirag Dekate表示，過去五年中，量子計算的創新速度超過了此前的30年，他還預計到2025年，將有近40%的大公司制定量子計算計劃。

關於對抗量子計算，目前已出現量子密碼學的相關研究。一個名為The Open Quantum Safe （OQS）的開源項目已於2016年啟動，目標為開發抗量子的密碼形式。

4. 用量子計算機破解比特幣演算法需要多長時間

破解比特幣區塊鏈演算法需要多長時間？蘇塞克斯大學的研究團隊評估認為， 擁有 3.17 億個量子比特的量子計算機可以在 1 個多小時內突破比特幣的加密；擁有 19 億個量子比特的量子計算機可以在 10 分鍾內破解加密。

所有的比特幣交易在添加到區塊鏈之前都需要由加密貨幣礦工網路進行驗證。這個驗證系統告訴系統誰擁有賬本中的什麼金額。在驗證過程中，交易被賦予了一個帶有加密密鑰的指定。如果一個人或團體破解了這個密碼，它將允許訪問和擁有比特幣集群。

不過現階段最強大的量子計算機是擁有 127 個量子比特（qubits）的 IBM 超級計算機，是破解比特幣代碼的最佳設備。Webber 表示在量子計算機取得巨大突破之前，想要破解比特幣的演算法是不太可能的。而想要發明這種高性能的量子計算機，至少還需要 10 年以上時間。

但 Webber 和他的同事仍然對比特幣的未來表示擔憂。他說道：「我們需要改變我們的加密技術，因為在未來，它們並不安全」。

5. 總市值突破1萬億美元，比特幣表現「秒殺」傳統資產，這反映出了哪些問題

比特幣價格再創新高。根據CoinDesk的數據顯示，比特幣在16日突破5萬美元關口，並於17日觸及51000美元。截至北京時間今早7點，比特幣價格上漲7.4%，至56055.74美元。

按這一最新價格計算，比特幣的總市值約為1.04萬億美元。這一數字僅次於1.4萬億美元市值的谷歌，高於7500億美元的特斯拉，可排名美股第5位。以貴州茅台2月19日收盤價計算，比特幣幣值總市值相當於茅台總市值的2.17倍。

比特幣2021年價值增長超過4150億美元，達到1萬億美元以上。在過去的六個月中，比特幣價格已經上漲了約350%。市場人士表示，近期一些機構和大型公司表示要進入數字貨幣領域推高了比特幣的價格，未來前期獲益的投機資金流向變化和監管方態度可能對其走勢有所影響。與此同時，這也讓更多的加密貨幣被人們熟知，但是大多數加密貨幣的價值，特別是比特幣，每天都在波動。雖然虛擬貨幣旨在促進更安全的交易，通過最近比特幣的價格波動也不難看出其價值越來越以投機為中心。有些加密投資者一夜之間就成了百萬富翁，但也有可能幾周後就失去了大部分財富。這也顯示了比特幣的巨大不可靠的性質，特別是作為一種貨幣的商品和服務。

其他方面的因素

當然這波比特幣的上漲除了上面兩個主要原因以外，還有很多其他的因素。比如，近兩年來，新幣發行被各國紛紛叫停，經歷了2017年的數字貨幣市場的爆發，大量新的數字貨幣出現在市場中。但新幣發行通常帶有很高的風險，市場中也有很多欺詐性質的行為，因此新幣發行被各國喊停。新幣發行被禁，雖然對數字貨幣的發展產生了一定的阻礙，但是卻進一步推波助瀾，穩定了比特幣的投資價值。

技術革新：首先比特幣會面臨的挑戰是技術革新，比特幣去中心化的設計讓我們耳目一新的同時，也限制了比特幣的發展。每一次比特幣協議的升級都需要在網路上與各各節點達成共識，但每個人對比特幣都有自己不同的觀點，共識往往很難實現。這個問題就造成了比特幣的分叉，也導致了比特幣協議本身的發展進度非常緩慢。與此同時，隨著科學技術的發展，量子計算的實現和應用，也會打破比特幣基於網路上所有節點整體算力搭建起來的安全模型，在理論上可能實現51%算力攻擊。這個問題到目前為止，仍未得到解決。也就是說比特幣可能在量子計算技術出現以後突然沒有那麼安全了。另外由於比特幣的共識機制，耗電和對硬體要求也是不斷提升。這些問題到目前為止都還沒法徹底解決

央行數字貨幣的發行：除了比特幣自身存在的一些問題，比特幣在未來也會面臨央行數字貨幣的挑戰。比特幣的部分價值在於其區塊鏈的應用，而區塊鏈的交易方式也是未來銀行發展的一大方向。應用同樣的技術，央行可以更好審視經濟活動，進行宏觀調控，或許會更有利經濟發展。同時以國家信用發行的數字貨幣是否會更容易推行，並得到更好的發展，我們目前還不確定。但央行們在做出類似嘗試的時候，也必然會在一定程度上和比特幣形成競爭關系。

比特幣的創立和早期發展很多都是建立人們想要搭建一個更公平的貨幣體系，這一基礎上的。但是隨著比特幣的金融化和機構投資人的入場，突然間我們發現，大量的比特幣已經掌握在金融大鱷的手中。比特幣作為加密貨幣，它的交易也一直在監管之外，沒有法律要求機構投資人要對比特幣的大額買賣進行披露，來確保市場的公平性，這也為機構投資人操縱市場提供了很大的空間。散戶抱著對數字貨幣美好的願景入市，結果卻淪為了大鱷的收割的對象。經過一次次的收割，更多的資本掌握在了金融大鱷的手中。

6. 量子計算機會破壞比特幣和互聯網嗎

• 在當前情況下，量子計算機無法幫助進行比特幣挖礦
• 轉向量子計算機不會影響挖礦速度，因為隨著價格的飆升，挖礦難度也會增加
• 確實，量子演算法的推出將使傳統的加密貨幣系統面臨風險

在目前的情況下，我們沒有這樣的量子演算法，但是如果將來我們發現它，該怎麼辦？眾所周知，比特幣旨在識別挖礦速度，並且同樣提高了挖礦難度。意味著找到演算法後難度將變得更加復雜。

實際上，現在實際上不可能使用普通計算機進行挖礦，因此礦工使用ASIC晶元來挖比特幣。當前，使用了兩種加密貨幣，RSA和橢圓曲線加密貨幣。實際上，這兩種加密貨幣方法都容易受到量子計算機的攻擊。 根據Anastasia的說法，我們只需要2500 cubits即可中斷algoant中斷EC，而需要約4000 cubit才能中斷RSA。

在當前情況下，硬分叉是不可能的，因為許多用戶丟失了他們的錢包地址和硬幣。現在，令人擔憂的因素是，量子計算機可以輕松地幫助追蹤那些丟失的錢包，而黑客可以使用此類計算機解密並獲取此類丟失的硬幣。

但是，主要的關注點是量子計算機的研究。此類計算機系統的進入將使加密貨幣系統面臨風險。該系統可能是比特幣的破壞者。

7. 谷歌實現量子霸權，比特幣網路要被攻破了嗎

北京時間10月23日晚，「自然」雜志150周年紀念版發表了一篇論文，聲稱谷歌已經成功地實現了「量子霸權」。這一在量子領域被評為「你好世界」的事件立即占據了主流媒體的頭版，論文對「200秒內量子計算=地球上最強大的超級計算機一萬年」的描述成為整個互聯網的熱門話題。

目前除以太方、量子鏈等加密貨幣項目側重於量子電阻外，許多密碼學和量子密碼學專家在倡導盡快建立保障資金安全的問題上，據彭博科技記者威廉·圖頓上月在Twitter上透露，國家安全局目前一直在致力於相關技術的研究。因此，除非量子計算的威脅突然爆發，否則比特幣仍有時間應對它的到來。「比特幣是活的，共識在那裡，貨幣在那裡，如果不升級，它就不會因為演算法或漏洞而消失。但是量子電阻問題還沒有解決。隨著量子計算機的不斷發展和更多量子比特晶元的到來，這將仍然是懸在密碼貨幣頭上的達摩克利斯之劍。」

8. 什麼是量子計算

量子計算是一種基於量子物理學的計算形式。經典計算機依靠位（零或一）進行計算，而量子計算機使用利用量子力學以「疊加」形式存在的量子位（量子位）：零和一的組合，每個都有一定的概率。例如，一個量子位可能有 80% 的幾率為零，20% 的幾率為零。或者 60% 的機會為零，40% 的機會成為 1。等等。

1980 年代，物理學家保羅·貝尼奧夫 (Paul Benioff) 首次提出了量子計算的概念。不久之後，理論物理學家理查德·費曼和數學家尤里·曼寧率先提出量子計算機可以解決經典計算機無法解決的問題。事實上，在 1990 年代，數學家 Peter Shor 開發了一種演算法，量子計算機可以用它來破解公鑰密碼學：「 Shor 演算法」——如果量子計算機變得足夠強大的話。

2019 年 10 月，經過數十年的研究，谷歌正式宣稱已達到「量子霸權」。這實質上意味著量子計算機解決了經典計算機無法解決的問題。或者，更具體地說，它在 200 秒內解決了一個問題，即使是最強大的經典超級計算機也需要 10,000 年才能解決。

雖然這是一個重大突破，但量子計算機似乎離運行 Shor 的演算法還有很長的路要走。一方面，目前的量子計算機還不夠強大，而且不清楚擴大這項技術的難易程度。此外，要真正發揮作用，量子計算機依賴於一種稱為「糾錯」的技術解決方案，這仍然是一個挑戰。

預測這項技術的未來發展很困難，但可以運行 Shor 演算法的量子計算機可能需要數年甚至數十年的時間——也許它們根本不可能實現。

如果量子計算機能夠運行 Shor 演算法並破解公鑰密碼學，那麼比特幣確實可能會受到攻擊。具體來說，一些硬幣可能會被盜。

然而，有些人認為盜竊會受到一定程度的限制。雖然所有硬幣都由公鑰加密（目前是 ECDSA 演算法）保護，但大多數硬幣也由 SHA256 散列演算法保護。只有當這兩種演算法都被破解時，所有硬幣才能徹底被盜，但目前看來 SHA256（或任何其他哈希演算法）似乎無法被量子計算機破解。

也就是說，大量的硬幣只能通過公鑰密碼術來保護。目前的估計表明，如果公鑰密碼體制被破解，大約 500 萬比特幣將被盜。以下是比特幣可能面臨風險的一些情況：

事實上，即使比特幣同時受到公鑰和哈希的保護，在「量子世界」中安全地使用這種比特幣也可能是一個挑戰。當用戶嘗試花費他們的比特幣並通過比特幣網路傳輸交易時，攻擊者將有機會嘗試竊取資金。此時，攻擊者可以在交易確認之前嘗試破解公鑰加密，然後將比特幣重新發送到他自己的地址之一。

我只想說，如果量子計算機突然變得比任何人預期的都要強大，比特幣就會有問題。

需要注意的是，如果可以運行肖爾演算法的量子計算機突然出現，比特幣不太可能成為第一個或主要的目標。公鑰加密可以保護世界上幾乎所有其他數字信息，包括軍事情報、銀行數據和其他現有金融基礎設施、通信網路等。

是的，比特幣協議可以升級為抗量子。

簡而言之，比特幣的簽名演算法將不得不被量子抗性簽名演算法所取代。由於隔離見證的激活，比特幣的簽名演算法可以通過向後兼容的軟分叉升級相對容易地被替換。（當前的 ECDSA 簽名演算法可能會在不久的將來通過軟分叉被 Schnorr 簽名演算法部分取代。）

升級後，用戶應該將他們的比特幣遷移到新地址，以便受到抗量子簽名演算法的保護。在量子計算機可以運行 Shor 演算法之前，沒有及時遷移的用戶將面臨比特幣以某種方式被盜的風險。

如果比特幣沒有及時轉移到安全地址，比特幣協議也可能會升級以阻止比特幣被消費。這種措施意味著原始所有者也會丟失比特幣——但是，當然，無論如何，他們很可能會將比特幣丟失給攻擊者。（有人建議，這些比特幣可能會被其合法所有者通過零知識證明密碼術解鎖——但這仍然是非常投機的。）

鑒於量子計算的當前發展狀況，預計比特幣將有足夠的提前警告，表明需要進行升級。專家認為，我們還沒有接近那個時間點。

量子計算機或許能夠比傳統計算機更快地挖掘比特幣。然而，因為比特幣挖掘是基於散列（而不是公鑰密碼學），所以它可能不會被破壞到任何有意義的程度。

相反，量子計算的出現可能會導致一場新的軍備競賽，以建立最快的采礦硬體，直到找到新的平衡點。當 GPU 取代 CPU 和 ASIC 取代 GPU 時，比特幣挖礦格局已經發生了類似的演變。

9. 為什麼說量子計算機可輕易破解比特幣，究竟怎麼

摘要：在位於紐約市以北約50英里處僻靜鄉村中的一個小型實驗室內，天花板下纏繞著錯綜復雜的管線和電子設備。這一堆看似雜亂無章的設備是一台計算機。它與世界上的任何一台計算機都有所不同，而是一個即將開創歷史的里程碑式設備---量子計算機。

2017年5月3日，科技界的一則重磅消息：世界上第一台超越早期經典計算機的光量子計算機誕生。這個「世界首台」是貨真價實的「中國造」，屬中國科學技術大學潘建偉教授及其同事等，聯合浙江大學王浩華教授研究組攻關突破的成果。
如果現在傳統計算機的速度是自行車，量子計算機的速度就好比飛機。在過去的幾個月里，IBM和英特爾已經宣布他們已經分別製造了50和49個量子比特的量子計算機。有專家指出，在十年之內，量子計算機的計算能力就可能趕超當前的超級計算機。

2018年3月5日在洛杉磯舉行的美國物理學年會上，谷歌量子AI實驗室研究科學家Julian Kelly報告了，帶領谷歌團隊正測試一台72量子比特通用量子計算機。然而，這還是僅僅是72量子比特而已。按照這個速度發展下去，很快量子計算機的神通，將強勁得讓人恐懼。
那麼，為什麼說量子計算機可輕易破解比特幣，究竟怎麼回事？
要破解現在常用的一個RSA密碼系統，用當前最大、最好超級計算機需要花60萬年，但用一個有相當儲存功能的量子計算機，則只需花上不到3個小時！也就是說，從電子計算機飛躍到量子計算機，整個人類計算能力、處理大數據的能力，就將出現上千上萬乃至上億次的提升。在量子計算機面前，我們曾經引以為豪的傳統電子計算機，就相當於以前的算盤，顯得笨重又古老！

雖然比特幣協議使用的是不對稱的加密貨幣，用相應的公鑰驗證私鑰簽署的交易，以確保比特幣只能被合法所有人使用。使用當前可用計算機強制私鑰與公鑰保持一致不可行，但量子計算機卻可以解決不對稱加密貨幣的問題。
另外，比特幣的規定是處理得更多的那個區塊加入區塊鏈，另一個區塊則作廢。舉個例子，這就像於在一個賬簿里有51個人說你在銀行存了100塊錢，而49個人說你存了50塊錢，這種情況下，區塊鏈演算法少數服從多數，銀行認為你存了100塊錢是真，存了50塊錢是假。所以一旦一位礦工擁有51%的算力，其他後續礦工將無法繼續獲得比特幣。

Andersen Cheng，英國一家網路安全公司的聯合創始人，他表示在量子計算機投入使用的那一天，比特幣就會終結。你覺得呢？