量子计算VS区块链:谁胜谁负? 2018-04-02

       区块链,区块链,还是区块链……最近一年间,仿佛这个词汇充斥了整个存储市场;有人说是因为它安全,有人说是因为它快速,更有人说,是因为它快速。好吧,无论如何,一件事物的兴起肯定是有它的优势存在;

       然而,有江湖的的地方就会有“纷争”;最近随着量子计算的不断成熟,有人开始设想:如果量子计算成熟起来并且达到了我们预想的计算速度…那么区块链不区块链的,还有那么重要吗???

 

主要战场:比特币

 

       诞生于2009年的比特币是区块链技术最著名的应用。比特币的安全协议涉及两种类型的密码学,即挖掘过程中使用的散列函数和用于在区块链上提供数字签名的非对称密码术。 

       而在量子计算威胁区块链的相关论述中,持有此观点的一方给出的论据主要包括两点:一是量子计算会威胁比特币的安全协议;二是算力更大的量子计算机能垄断“挖矿”。

 

        而在支持者看来,量子计算机可能会对这两道安全防线产生巨大威胁。未来,量子计算机能很快破解哈希函数,从而垄断整个区块链,让比特币的安全协议“作废”。所谓  “挖矿”是指利用芯片的计算能力,在比特币全球网络中不断进行哈希运算,因此在本质上,“挖矿”是个数学问题。

        比特币常说的“51%攻击”就是指在区块链中,如果一个矿工组拥有整个网络51%的算力,他们就会永远比其他拥有49%算力的矿工组更快地处理区块。也就是说,他们将垄断整个区块链,得到之后产生的所有比特币。

 

        针对量子计算机威胁“挖矿”的问题,来自新加坡国立大学的戴夫士·阿加沃尔和该校研究人员在2017年10月发表了相关论文。他们认为,至少在未来十年内,ASIC矿机(使用ASIC芯片作为算力核心的矿机)的“挖矿”速度会比量子计算机快,但十年后量子计算机的“挖矿”速度将大幅提升。

 

解析原理:快速拆解加密网络

 

         我们知道:在互联网上聊天、买东西都需要密码,而目前人们采用的大部分加密都是由一个叫RSA算法完成。这个算法原理很简单:3乘以5得出15很简单的,可反向地进行因式分解15是3和5相乘得到的,就很难了。

 

        而这就是现在区块链能够保证安全的密码学基础。但是,如果有个牛人造了一台的量子计算机,那么确实在很短的时间内密码就会被攻破。比如,上面提到的对400位整数进行质因数分解的话,大概需要三个小时就完成。

        在此前,谷歌已经造出了72个量子比特的计算机,虽然离4000个量子比特有点差距,至少不是那么的可望而不可即吧。而在原理上,4000个量子比特是有可能瓦解区块链的,但我们要意识到,这4000个“量子比特”可不是谷歌现在对外宣称的量子比特。

 

专家分析

真正“击破”尚需时日

 

        目前量子计算最大的挑战就是实现逻辑量子比特,而不是像谷歌、IBM等在一块芯片上的集成多少个物理量子比特。有专家曾表示,目前全世界没有任何的实验系统做出逻辑量子比特。对于各大科技巨头竞争物理量子比特,图灵奖得主、中科院院士姚期智这样评价:

        “这些当然令人兴奋,但这离实用还差得很远,大家都还没有考虑怎么纠错,因为在量子计算机里面纠错是一个非常难的问题,我们可以看到我们现在走到了最后一公里,但也是非常长的一段路程。”

\

 

        针对“4000量子比特的量子计算机能瓦解区块链”的说法,中科院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心研究员吴振华表示这是有可能的。

       “这个是有依据的,是比对了枚举法破解区块链所需要的计算能力和4000个量子比特的计算能力之后做出的判断。当然要求也很高,需要4000个量子纠缠的比特,同时要保证极低的错误率。”吴振华解释说。而现实情况是,目前的量子计算机最多实现72比特的计算能力,并且越往上增加难度越大。

 

“反方观点”

区块链能找到解决方法

 

        作为国内最早的区块链技术研究者之一,中科院自动化所副研究员袁勇的态度非常明确:“总体上来说,我不太认同量子计算会对区块链产生威胁。”

       “首先,对方并没有以发展的眼光来看待问题。量子计算和区块链,或者说量子计算跟密码学一定会呈现共生演化的趋势,二者互相促进,不能用十年后的量子计算与现有的比特币密码体系相提并论。”袁勇说,“我相信密码学体系和区块链的技术一定会有相应的手段应对量子计算的威胁。”

 

        针对量子计算算力惊人的观点,袁勇也予以了反驳。据他介绍,比特币的共识算法是以算力为基础的,因此可能面临量子计算的威胁。但是区块链技术体系中的共识算法自PoW(即Proof of Work,工作量证明机制)之后,呈现出百花齐放的发展态势,目前至少已有30余种共识算法。

        而很多其他加密货币的共识算法都不是以算力挖矿为基础,例如权益记账、代表记账、随机记账等。此外,还有Paxos和Raft传统分布式一致性算法可以运用,这些共识协议在很大程度上可以抵御量子计算攻击。所以,如果量子计算确实产生威胁,区块链可以通过切换共识协议来解决。

 

        时至今日,一面是风声雀起的量子计算,一面是强势上涨的区块链:似乎哪一方的依据都非常充分,那么终究是速度打败加密,还是加密反超技术,我们只能等待这场比赛的最终结果了。

(文章内容来源于科技日报&存储在线)

 

鸿秦科技

 

(公众号ID:鸿秦科技)

  1. 公司新闻
  2. 业界资讯

地址:北京市海淀区上地九街9号数码科技广场北楼二层B-1

电话:86-10-50947666/62104316

传真:86-10-62101617

邮箱:[email protected]

网址:http://www.100historic.tw

商务联系人:齐伟娜

联系电话:15811238048

联系邮箱:[email protected]

一组三中三