密码学较量的平衡会因量子计算的出现被打破吗?

2019年1月8日,IBM首席执行官Ginni Rometty 在美国内华达州拉斯维加斯举行的年度消费电子展(CES)上发表了主题演讲,展示了最新的量子计算机IBM Q System One 的原型。量子计算机真的会打破密码学的平衡吗?

2019年1月8日,IBM首席执行官Ginni Rometty 在美国内华达州拉斯维加斯举行的年度消费电子展(CES)上发表了主题演讲,展示了最新的量子计算机IBM Q System One 的原型。

这一消息的推出,让业界人认为这将对 区块链 的加密算法构成威胁,但也有人称它有计算能力不足的地方,不会对 区块 链 产生威胁。量子计算机真的会打破密码学的平衡吗?

区块 链 密码学面对挑战

整个数字货币处于寒冬季,伴随着IBM推出首台商用量子计算机,这将带来 区块 链 的一大技术挑战。

现代密码学可以分三个主要的研究分支:对称密码体系、非对称密码体系、安全协议。

要理解量子计算对 区块 链 的威胁,首先得从比特币系统中的安全协议说起, 比特币 的协议涉及两种类型的密码学,即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术。

量子计算机对非对称密码体系影响最大,安全协议方面影响很小。这两种密码学是 区块 链 的安全核心所在,量子计算机可能会对这两道安全防线产生巨大威胁,轻易破解哈希函数,从而垄断整个 区块 链 ;通过使用量子计算机,可以很容易地反过来运行用公钥推定私钥的过程,每个人的私钥都会被量子计算机轻易地推断出来。

量子计算机真相究竟如何?

量子计算机虽然强大,但要影响密码体系,要能达到数以万计的物理量子比特才行,而目前不过是一千量级,不必过分担心。

由于分布式节点的对等(P2P)网络, 区块 链 的加密方法对大多数传统的黑客攻击都是安全的。在理论上,如果黑客能够在同一时间修改超过50%的 区块 链 节点,那么黑客才能做出改变。

但是IBM也称:Q System One可能是为商业用途而设计的,它还没有准备就绪,这样的量子计算机目前仍处于非常实验性的阶段。另外,量子计算机对环境的要求极高,IBM 的量子计算机就好像早期的大型计算机一样,需要非常大的空间来放置。科学家也发现,量子计算对非线性方程组求解、背包问题等难题并不擅长。

抗量子攻击

事实上, 区块 链 也在为抗量子攻击做准备。抗量子账本(Quantum Resistant Ledger)就是致力于抵抗量子攻击的一个 区块 链 技术,它使用比质因数分解更为复杂的数据方式生成私有密钥。

此外,BlockDAG 协议自称是应对量子计算机威胁的完美解决方案之一。专家称,BlockDAG 协议中的纠缠可以提供“抗量子”能力。

有些人称,在当今的技术标准下,BTC 区块 链 是不可破解的。很大程度上,这是由于其分布式、加密和共识驱动的机制。这种机制要求许多系统之间达成广泛共识,才能确定一次交易。

许多科技公司在积极研究 区块 链 领域,随着技术的深入, 区块 链 技术并非一成不变,其效率和安全性也越来越强,所以,尽管 BTC 已诞生十年,但 区块 链 就像云计算或其他基础技术一样,在很大程度上还处于起步阶段,而量子计算,同样也还是襁褓中的婴儿。

Q System One 给了人们对量子计算机未来发展的信心,但这仅仅是一个开始,所以 区块 链 密码学的平衡未必那么容易打破。往往,被击毙的并非大家眼中的对手,反而是一个不起眼的新生事物。未来,也许 区块 链 也能和量子技术相结合,迸出火花。(作者:徐玉芝)

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