SHA:谷歌最新量子计算机能破解比特币吗？钱包还安全吗？

最近，“谷歌称已实现量子霸权”的新闻在各类媒体上刷屏。

“量子霸权”又被称为“量子优势”，指量子计算机相比于目前的计算机具有碾压性的优势，即在未来的某一时刻，功能非常强大的量子计算机可以完成目前的计算机几乎不可能完成的任务。

在论文中，谷歌研究人员称，谷歌的处理器能够在3分20秒内，完成目前全球排名第一的超级计算机Summit需要一万年才能完成的计算。

量子计算机，来源：MITTechnologyReview

这引起了不少加密资产持有者的担心，担心比特币等加密资产是否还安全，会不会轻易被量子计算机破解？

ChatGPT访问量再创新高：百度的60%，谷歌的2%:金色财经报道，根据SimilarWeb统计，ChatGPT上月全球访问量17.6亿次，已超越必应、鸭鸭走DuckDuckGo等其他国际搜索引擎，并达到谷歌的2%，百度的60%。不过，ChatGPT自身的高速增涨也有了一点放缓的迹象。4月ChatGPT访问量增长12.6%，而3月增长为55.8%、2月62.5%、1月131.6%。[2023/5/9 14:52:00]

这里先说结论：至少目前阶段大家不需要担心，即便将来通用的量子计算机大规模出现，比特币也不一定会被“杀死”。

接下去，我们说说相关的原因。

谷歌前CEO曾称赞比特币是一项卓越的密码学成就:金色财经报道，在最近被发现的一段旧视频中，谷歌前CEO Eric Schmidt称赞比特币是一项卓越的密码学成就。据悉，Schmidt是2014年在计算机历史博物馆中发表的这一看法。

他认为，比特币的技术很重要，但对该资产作为货币的用途表示怀疑。他表示，比特币的技术可以在未来为更多企业提供动力。（Finbold）[2022/8/7 12:07:20]

比特币用到的加密算法主要有2种：椭圆曲线数字签名算法，SHA256哈希算法。其中，ECDSA主要用于私钥、公钥的生成；SHA256主要用于公钥生成钱包地址，以及挖矿时的工作量证明。

声音 | 外媒：传言称谷歌母公司Alphabet有意涉足加密货币领域:据News.bitcoin消息，谷歌在比特币问题上的立场发生了转变，一度禁止了加密货币广告，然后又恢复了这些广告。尽管谷歌对加密技术持怀疑态度，但有传言称，其母公司Alphabet也有意涉足加密货币领域。[2018/10/12]

量子计算机会威胁到ECDSA的安全性。1994年，设计出了专门用来分解因数的Shor算法，足够强的量子计算机加上Shor算法，可以通过公钥破解出私钥。

当然，量子计算机的这个破解过程也需要花费比较长的一段时间，况且量子计算机的发展也不是一帆风顺，刚开始的性能也没那么强大。

谷歌或正在开发支持其云服务的分布式数字账簿 :据彭博报道， 知情人士透露，谷歌正在研究与区块链相关的技术以支持其云业务，并抵御来自新兴创业公司的竞争。据另一位熟悉该公司的人士透露，谷歌云计算首席执行官Diane Greene已接到报告称，近几个月来谷歌基础设施部门的几名工作人员一直在修改区块链协议。其他Google内部人士最近也表示，云业务是区块链相关服务的自然所在。由于该公司还没有准备好发布公告，所以人们被要求不要谈论这个话题。目前谷歌的发言人拒绝发表评论。[2018/3/22]

即便量子计算机足够强大了，也有办法保护自己的比特币安全：每次只使用一次性比特币地址。

这要感谢中本聪当初在设计比特币的时候，没有直接将公钥当作比特币的收款地址。比特币的公钥和对应的地址之间，做了SHA256加密，而目前并没有可以有效破解SHA256的算法。

举个例子，如果大白需要给小黑转1BTC，大白的钱包地址里有3BTC，只要在转账的时候，将比特币的找零地址设为一个自己掌握私钥的、全新的比特币地址即可。这样，转账的时候，1BTC进入到小黑的地址，找零的2BTC进入到了大白的新地址。关于比特币的找零机制和UTXO模型，可以阅读白话区块链之前的推文《没有UXTO，比特币或不能如此稳定运行10年》。

在区块链浏览器上查询这笔交易时，可以看到大白转出的地址和对应公钥，小黑的地址，找零的新地址。由于转出地址用完即废弃，里面没有任何BTC，所以即使看到了公钥，用量子计算机破解出了私钥也没关系。

至于暴露的小黑收款地址和找零的新地址，由于量子计算机缺乏有效破解SHA256的算法，无法通过地址破解出公钥，所以是安全的。

矿机，来源：www.hellobtc.com

那量子计算机会不会对比特币的挖矿产生影响呢？

现在的计算机符合“摩尔定律”，即计算机芯片的晶体管密度每18个月翻一番，算力增长一倍。但是近年来，晶体管的尺寸逐渐逼近物理极限，计算机算力的指数级增长在放缓，摩尔定律逐渐失效中。量子计算机厉害的地方在于，它是以双指数的速度增长，即算力的增长指数也是指数级增长。这让传统计算机需要几万年的计算量，量子计算机可以在短时间内完成。

但是，量子计算机做到的只是大幅削减计算时间，它还是要花时间计算的。

前文我们提到，目前并没有可以有效破解SHA256的算法，所以利用量子计算机挖比特币时，也只能和其他矿机一样，一个一个地找随机数去试，只不过是量子计算机运算速度更快而已。比特币有难度调整机制，可以通过调整难度对抗来自量子计算机的算力增长，还可以通过升级SHA256算法，来增加挖矿难度。

需要注意的是，以上的讨论都是建立在“量子计算机已经非常成熟了，而且还价格低廉”的前提假设。

现实的情况是，量子计算机还处于实验室阶段。谷歌研究人员也表示，谷歌的量子计算机只能进行单一的、技术性很强的计算，使用它解决实际问题还需要数年时间。截至目前，还没有一个通用的量子计算机出现，可靠的专用量子计算机也还没有问世。

魔高一尺，道高一丈，量子计算机在向前发展的同时，加密算法亦会持续进步。

在「得到」的《卓克·密码学30讲》中，著名科普作者卓克就提到了对抗量子计算机的第七代加密法——量子加密。

量子加密和其他加密法不同，不但使用了数学，还使用了物理中的量子理论。量子计算机也很有可能无法破解，因为如果破解了，就违反了量子力学的基本原理。

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