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谷歌已经宣布开发出了世界上最强大量子技术会打破区块链吗的量子计算机量子技术会打破区块链吗,这意味着以往10000年才能完成的计算工作,量子计算机只需要200秒就可以完成。不仅如此,量子计算还将对区块链的安全性造成冲击,传统的区块加密技术会在未来会被量子计算降维打击。
量子计算是基于量子理论发展出的计算机技术,量子计算机遵循物理定律,它在同一时间可以采取多种状态并使用所有可能的计算排列方式执行任务,因此在处理数据的能力上得到了巨大提高。
传统的计算机理论依据现有的二进制计算方式, 虽然现在测量每个晶体管选择0或者1的时间已经能够缩减到十亿分之一秒,不过这些器件转换状态的速度是有限的。 随着量子技术会打破区块链吗我们向更小、更快的集成电路发展,人类已经接触到了这些材料的物理极限,想要从这个方面继续提高计算机的性能并非不可能,只不过这样做的成本和收益是不划算的。
量子计算尝试从另一个角度来解决这个问题,在量子计算机中, 元素粒子的电荷正负可以表示成0或1,这些粒子被称为量子比特,它们的性质和行为构成了量子计算的基础。
量子计算运用了量子物理的两个最重要的原理,分别是量子叠加原理和量子纠缠原理。叠加原理将量子想象成磁场中的某个粒子,该粒子的自旋状态既可以和自旋上升态的场相同,也可以和自旋下降态的场相反。根据量子定律,当这些粒子进入叠加态后,它可以在取0或1的基础上完成叠加,这将使得它代表的数值发生变化。 概括地讲,叠加原理让粒子分为两部分,一部分取0,一部分取1,比如一部分0和5个1的叠加,就会产生5。 纠缠原理指在某一点上相互作用的粒子可以成对纠缠在一起,当我们得知其中一个粒子的自旋状态后,就可以从相反方向推断出它同对的另一个粒子。而且,不管相关粒子之间的距离有多大,它们都可以瞬间相互作用。 纠缠原理就是指同对出现的粒子会产生相互作用,这样的作用和粒子之间的距离无关。
量子叠加和量子纠缠让量子计算拥有了强大的计算能力,普通计算机的两个存储单位只能存储四个二进制数字(00、01、10和11)中的任意一个,而量子计算机在拥有两个存储单位时,可以同时存储这四个数值。如果增加更多的量子单位,计算机的容量将会以指数方式扩展。
区块链技术的加密手段依赖于密码对,即私钥和公钥。 公钥可以从私钥的对应项计算得来,但是不能反过来推知私钥。量子计算机能够通过跨越量级来实现这一点,也就是由公钥破解私钥,最终攻破整个加密体系。
不过,现有的量子计算机还不能完全达到这样的水平,谷歌的量子计算机目前具有53个量子比特,而想要对区块链技术产生影响,至少需要1500个量子比特才能完成。但是至少从理论上讲,量子计算是能够威胁到区块链技术的。
不过,想要扩展量子计算机也并非易事。虽然Shor算法可以通过公钥破解私钥,但是预计在近十年这种情况是不会发生的,因为目前的技术想要从现有的量子计算机基础上扩展30倍是非常困难的,不过科学的进步将使这一天加速到来。
虽然量子计算将重挫传统的区块链加密技术,但是它同样带来了新的密码系统,也就是量子密码学。量子密码学利用了物理学知识,保证在不知道信息的发送接收双方的情况下,信息不会泄露。 量子密码不同于传统的密码系统,它更依赖物理学,而不是数学,这是它安全性更高的根本原因。
从本质上将,量子密码学的基础是利用单个粒子及其内在的量子特性发展一个牢不可破的密码系统,在不受干扰的情况下,任何形式的量子态都不能被测量。量子密码将采用光子传输密钥,一旦密钥被发送,就可以使用普通密钥的方法进行编码和解码。 每个光子的自旋类型都代表二进制中的1或者0,一串光子将构成一个1和0组成的长字符串,这些字符串将传递信息。 根据物理理论,正确构建出量子密码后,任何人都无法侵入系统。
在常规的加密技术中,破解私钥需要找到一个数的因子,而这个数将由两个巨大的质数的乘积构成,如果通过算法想要计算出这个结果,你需要从宇宙诞生的那一天开始算起。但是,这种常规加密技术存在弱点,一些弱键将会产生漏洞,并且摩尔定律不断提高计算机的处理能力,这些加密方法的破解虽然是困难的,但是并非不可能的。
量子密码就避免了这些问题,密钥被加密成一串光子,根据海森堡不确定性原理,在不改变光子的情况下,任何人都无法观测到这些光子存储的信息。在这种情况下,入侵者拥有的技术并不重要,因为物理学定律是难以打破的。
虽然量子计算拥有了无与伦比的速度,也可以击破传统的加密技术,但是它自身也非常脆弱。在量子计算的过程中,即便是最轻微的电磁波干扰,也会导致量子计算崩溃,所以量子计算机对环境的要求非常苛刻,在运行过程中需要与外界干扰完全隔离。并且,如果计算的过程中出现一个错误,会导致整个计算的有效性崩溃,也就是说量子计算的纠错会导致整个计算体系失效。
量子计算对区块链技术的降维打击是必然出现的,不过这也正符合 科技 进步的道理。所以,无论是区块链加密技术,还是量子计算技术,都值得人们好好研究。
在当前情况下,量子计算机无法帮助进行比特币挖矿
转向量子计算机不会影响挖矿速度,因为随着价格的飙升,挖矿难度也会增加
确实,量子算法的推出将使传统的加密货币系统面临风险
比特币(BTC)是适用于区块链技术的加密货币。众所周知,区块链是一种在线去中心化的公共账本,它由包含一组交易的区块组成。挖矿是将加密货币引入系统的必要条件。确实,挖矿过程是在加密货币哈希函数上进行的。值得注意的是,以上简要说明得出的结论是,要更快地开采比特币,比特币矿工需要先于其他任何人识别正确的节点。
量子计算机可以帮助更快地识别正确的节点吗?
根据量子计算研究人员Anastasia Marchenkova的说法,当前没有已知的量子算法可以撤销SHA-256哈希函数。我们知道,要开采比特币,矿工需要识别一个80字节长的字符串,识别后,他们需要将哈希与目标进行比较。如果散列与目标相似,则意味着已挖出一个块。阿纳斯塔西娅(Anastasia Marchenkova)进一步解释说,量子计算机不会通过暴力破解或对发现节点进行仿效来找到可以消除哈希的量子算法。但是,由于当前我们没有任何此类算法,因此量子计算机无法帮助我们进行挖矿。
量子计算机对比特币挖矿的影响
在目前的情况下,我们没有这样的量子算法,但是如果将来我们发现它,该怎么办?众所周知,比特币旨在识别挖矿速度,并且同样提高了挖矿难度。意味着找到算法后难度将变得更加复杂。
实际上,现在实际上不可能使用普通计算机进行挖矿,因此矿工使用ASIC芯片来挖比特币。当前,使用了两种加密货币,RSA和椭圆曲线加密货币。实际上,这两种加密货币方法都容易受到量子计算机的攻击。 根据Anastasia的说法,我们只需要2500 cubits即可中断algoant中断EC,而需要约4000 cubit才能中断RSA。
黑客可以识别比特币钱包地址
在当前情况下,硬分叉是不可能的,因为许多用户丢失了他们的钱包地址和硬币。现在,令人担忧的因素是,量子计算机可以轻松地帮助追踪那些丢失的钱包,而黑客可以使用此类计算机解密并获取此类丢失的硬币。
但是,主要的关注点是量子计算机的研究。此类计算机系统的进入将使加密货币系统面临风险。该系统可能是比特币的破坏者。
只能说量子计算来临之前,区块链是安全的,主要是谁也没见过量子计算带来的计算力到底有多大。
事实上在真实世界,即使实现了量子计算,如果整个网络的拓扑结构仍然按照现有的模式(这个基础设施要更新起来可有年头了),量子计算机也只能在几个节点上大幅提升算力,获取记账权而已,所以基本上认为在量子计算普及到每一个人的个人电脑之前,应该是安全的。
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