量子计算机能打破区块链吗？

Big data Big data 30Big data Big data 30 颠覆量子计算破解比特币，划时代，革命，量子计算光环太多； 去中心化，信息不可篡改，区块链一塌糊涂。 那么，量子计算能否打破区块链？ 大数据 30 2018年第4期 31 2018年第4期 31 量子计算机能否突破区块链？ 据外媒报道，一台拥有4000多个量子比特的量子计算机可以让区块链崩溃。 如果有人能做出这样一台量子计算机，每一笔交易都可以被解决和验证，未来所有的加密货币都将被它垄断，加密货币的信任体系也会瓦解。 那么，量子计算真的能打破区块链吗？ “攻链”的威胁从何而来？ “攻链”的观点主要来自两点：一是量子计算会威胁到比特币的安全协议； 二是计算能力更强的量子计算机可以垄断“挖矿”。 比特币的安全协议涉及两种类型的密码学量子计算破解比特币，挖掘过程中使用的哈希函数和用于在区块链上提供数字签名的非对称密码学。 在“突破论”支持者看来，量子计算机可能对这两条安全防线构成巨大威胁。 未来，量子计算机可以快速破解哈希函数，从而垄断整个区块链，让比特币的安全协议“失效”。 至于“挖矿”，本质上是一道数学题。 它是指利用芯片的计算能力，在比特币全球网络中不断进行哈希运算，比对手更快地求解，找到满足特定要求的随机数。 赢得公共账本的记账权，从而获得系统奖励的比特币。

比特币常说的“51%攻击”是指在区块链中，如果一个矿工群体拥有全网51%的算力，那么他们处理区块的速度总是会比其他拥有49%算力的矿工群体更快. 片。 换句话说，他们将垄断整个区块链，并获得之后产生的所有比特币。 来自新加坡国立大学的 Daves Agarwal 和该校的研究人员在 2017 年 10 月发表了一篇关于量子计算机对“挖矿”的威胁的论文。 他们认为，十年后量子计算机的“挖矿”速度将大幅提升。 现在说“一台4000量子比特的量子计算机就能拆解区块链”还为时过早，中科院微电子所集成电路先导技术研发中心研究员吴振华表示，这并非空穴来风talk，有理有据，是用枚举法破解区块链所需的算力与4000量子比特的算力进行对比后做出的判断。 当然，要求也很高，需要4000个量子纠缠位，同时保证极低的错误率。 实际情况是，目前的量子计算机最高可以达到72位的计算能力，而且越往上越难。 作为国内最早的区块链技术研究者之一，中科院自动化所副研究员袁勇态度非常明确：“总的来说，我不认同威胁（声明）说量子计算对区块链有威胁，首先对方没有从发展的角度看问题，量子计算和区块链，或者说量子计算和密码学，肯定会呈现共生进化的趋势。两者相互促进 量子计算与现有比特 其次，比特币的共识算法是基于算力的，因此可能面临量子计算的威胁。

然而，区块链技术体系中的共识算法自PoW（即Proof of Work，工作量证明机制）以来呈现出百花齐放的发展趋势。 目前至少有30多种共识算法。 很多其他加密货币的共识算法都不是基于算力挖矿的，比如权益记账、代表记账、随机记账等。另外，可以使用Paxos和Raft等传统的分布式共识算法，这些共识协议在很大程度上可以抵抗量子计算计算攻击。 因此，如果量子计算确实构成威胁，区块链可以通过切换共识协议来解决它。 短期内可能难以实现“量子至上”。 谷歌推出的量子计算器布里斯托尔锥（Bristlecone）最多可支持72个量子比特，号称“为构建大规模量子计算机提供了非常有说服力的原理证明”。 而如果能够将量子处理器的错误率控制在足够低的水平，在解决明确的计算科学问题时，将能够超越传统的硅计算机，实现所谓的“量子霸权”。 不过，要实现“量子至上”还有很多困难需要克服，何时实现还不得而知。 Jill Karai，耶路撒冷希伯来大学的数学家，是反量子计算的代表人物。 他一直关注量子计算的复杂性和噪声。 在他看来，噪声的降低必然伴随着量子比特数量的指数增长。 由于后者无法实现，“量子至上”也难以实现。 (编辑/任伟) 31 2018年第4期