SHA:区块链入门 | 量子计算机新进展，钱包还安全吗？

作者/JackyLHH

出品/白话区块链

几乎每隔一段时间，便会传出量子计算机的“突破性进展”。进而引起业内部分用户的恐慌：量子计算机的出现会破解比特币的加密算法，加密世界即将崩塌。

这不，最近美国公司霍尼韦尔官方宣布在量子计算领域取得突破性进展，将提升量子计算机的性能。并且，霍尼韦尔还声称将在未来三个月发布全球最强大的量子计算机。

都江堰发布首批区块链应用场景示范项目:1月11日，都江堰发布首批区块链应用场景示范项目。都江堰市规划和自然资源局、都江堰市行政审批局分别颁发全国首例基于区块链化数字不动产证及区块链营业执照办理的区块链医疗机构执业许可证。都江堰市创立了区块链场景创新实验室，现场首发“区块链+政府服务”“区块链+旅游新消费”“区块链+城市治理”应用场景。据悉，今年都江堰将加速推动区块链都江堰场景实验室向成都创新应用实验室、城市未来场景实验室、区块链典型示范场景提升，同时继续开展“+区块链”场景挖掘和发布，并启动二期区块链应用场景项目建设；2022年，都江堰将逐步完善成都新经济十大领域区块链应用场景供给，推动都江堰区块链场景实验室向区块链产业集群发展，构建区块链创新应用产业生态圈，逐步形成一个“文旅新场景+区块链”产业集聚发展区。（成都日报）[2021/1/12 15:56:31]

美股开盘：区块链概念股全线上涨:美股开盘，三大股指大幅高开，美股区块链概念股全线上涨。柯达上涨11.61%，埃森哲上涨6.40%，overstock.com上涨9.98%；RiotBlockchain上涨11.94%，MarathonPatent上涨11.11%，Square上涨8.35%。[2020/3/24]

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？

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。

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 | 中国工商银行赵开山：区块链是工行总行实验室重点研究领域之一:据海峡之声消息，近日，中国工商银行科技部处长赵开山表示，未来金融行业业务模式向线上化、智能化以及生态化方向转型趋势非常明显，为了迎接金融科技对传统金融行业的推动，工商银行一直以来都非常注重在金融科技相关领域的技术储备。2017年，工行总行成立了金融科技相关的实验室，投入超过500人，专门从事金融方面的研究工作，其中，区块链也是实验室重点研究领域之一。[2018/12/30]

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。

行情 | 区块链概念版块实时增涨占比前十:截止发稿前区块链概念版块实时增涨占比前十为生活服务、交易协议、共享经济、农业、虚拟现实、投片选举、能源挖矿、借贷、去中心交易所和电商零售，其中变化最大的是生活服务版块为10.49%，其次是交易协议6.31%、共享经济6.24%、农业为5.71%、虚拟现实为5.2%、能源挖矿为4.59%借贷为4.21%、去中心交易所为3.99%、电商零售为3.95%。[2018/7/28]

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UTXO，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。目前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。

看了这篇文章，你还担心手里的加密资产吗？欢迎在留言区分享你的观点。

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『声明：本系列内容仅供区块链科普入门学习，不构成任何投资意见或建议。如有任何错漏，敬请留言指出。』

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