量子计算十年无法破解比特币

近日，Mark Weber 等学者在《AVS Quantum Science》上发表的一篇研究论文表明，为了在有效时间段内（比特币交易通常为 10-60 分钟）破解比特币网络，需要使用 256 位椭圆曲线加密算法要求量子计算机至少有3.17亿个量子比特，而当今最先进的IBM超导量子计算机只有127个量子比特。即使量子计算机的量子比特或性能按照摩尔定律增长，十年内也很难撼动比特币。

比特币是第一个去中心化的加密货币，至今仍是稳定全球加密货币市场的“定海神针”。比特币的特性使其成为抵御通胀的理想对冲工具，其已知的供应率会随着时间的推移而降低比特币加密算法，并且完全独立于需求。此外，比特币区块链的去中心化特性使其能够抗审查，并且可以以无需信任的方式运行。

量子计算机可能以两种主要方式对比特币网络构成威胁。第一个也是最困难的威胁是对工作量证明机制（挖矿）的威胁，为此量子计算机可以使用 Grover 算法在 SHA256 协议的哈希上实现二次加速。在可预见的未来，量子计算的算法加速不太可能弥补相对于最先进的经典计算显着较慢的时钟周期时间。

第二个也是更严重的威胁是对签名椭圆曲线加密的攻击。比特币使用椭圆曲线数字签名算法 (ECDSA)，它依赖于椭圆曲线离散对数问题 (ECDLP) 的难度，但 Shor 的算法使量子计算机能够以指数级速度更快地解决该问题。

比特币使用ECDSA在执行交易时使用的公钥和私钥之间进行转换，唯一一次可以在安全的比特币交易中窃听比特币公钥（每次交易使用一个新地址）窗口是在交易之后被广播到网络，但在被区块链接受之前。在此窗口期间比特币加密算法，交易会在“内存池”中等待一段时间，具体取决于支付的费用；此过程平均需要 10 分钟，但通常可能需要更长时间。 Gidney 和 Eker 估计破解 RSA 加密需要 20 × 106 量子比特。