随着量子计算的快速发展,比特币等加密资产的安全性正面临前所未有的挑战。专家警告,到2030年前后,量子计算机可能破解现有加密系统,区块链网络需提前升级以应对未来风险。
随着量子计算技术的飞速发展,像比特币等加密资产的安全性正面临前所未有的挑战。专家警示,到2030年前后,强大的量子计算机可能破解现有的加密体系,区块链网络必须提前进行升级,以应对未来潜在的风险。
市场分析
随着量子技术不断取得突破,这一被视为前沿科研的领域,正悄然改变全球对数字安全的认知。同时,比特币(BTC)等加密资产也重新成为关注焦点:人们开始担心,随着量子计算能力逐步增强,支撑比特币安全的基础是否还能保持稳固。
近期在量子计算方面的重大进展,使本属于理论层面的讨论变得更加现实,也促使市场、技术社区和投资者重新思考比特币在未来科技浪潮中的安全边界。
传统计算机利用比特(bit)作为信息的最小单位,每个比特只能是0或1,通过比特的排列组合完成运算。而量子计算机则使用量子比特(qubit),它们具有两个核心特性:
叠加态:量子比特可以同时处于0和1的状态叠加,这意味着在未测量之前,它能够“同时尝试”多种状态。
纠缠态:多个量子比特之间可以形成紧密关联,一个量子比特的状态会影响另一个,即使它们相距甚远。这种特性让量子比特能够协同处理复杂信息。
例如,在优化物流路径或模拟分子结构等任务上,量子计算展现出极大潜力。传统计算机可能需要数年时间才能完成的运算,量子计算机可能只需几秒或几分钟。同时,量子计算机在处理概率和组合问题方面更具优势,因为它可以同时探索多种可能性,而非逐个尝试。
用简明的话来说:传统计算机就像在迷宫里一步步走,每次只能走一条路;而量子计算机则像能同时沿所有道路前进,并迅速找到最优出口。
比特币的安全体系主要依赖于两项核心技术:公私钥加密和哈希算法。每个比特币地址背后都有一个私钥,用户利用私钥签名交易,公钥则用于验证。而目前广泛采用的椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)在传统计算机上被认为是安全的,即便是利用最先进的超级计算机,穷举全部私钥所需的时间也是天文数字。
然而,上文提到的,量子计算能极大加速某些算法的运算。尤其是,Shor算法可以在多项式时间内分解大整数和破解椭圆曲线加密,这意味着一旦拥有足够规模的量子计算能力,攻击者理论上可以从公开的公钥快速推算出私钥,从而控制别人的比特币。
虽然目前的量子计算机尚未达到破解的能力,但研究表明,一旦硬件规模达到百万量子比特级别,这种威胁就不再是科幻。
在接受《财富》采访的Alice & Bob公司的CEO Théau Peronnin也表示,当前量子技术还不足以威胁加密货币,但其快速逼近这一点。
他指出:“在可预见的未来,量子计算机发展仍然很有限,速度也很慢,但它具有指数级加速的潜力。其实,前期变化几乎平缓,只有到达某个临界点后,威胁才会急剧增强。我们目前还处在拐点:现有的量子计算机还比不上智能手机,但再过几年,它可能比史上最强的超级计算机还要强大。”
他说:“市场可能会有几年的安全缓冲期,但我个人不再建议持有比特币。大致到2030年前后,必须进行硬分叉,升级加密标准,否则量子计算机可能很快就构成威胁。”
比特币一旦交易确认并写入区块链,便不可更改,这保障了其安全性和信任,但同时也使得快速升级加密算法变得困难。后量子加密(PQC)的重大变革需要矿工和用户广泛达成共识,过程缓慢且易引发争议。
为应对这一挑战,比特币社区已在探索混合迁移方案,使用户能够同时使用传统的ECDSA地址和新引入的PQC地址,从而在不影响网络稳定的前提下提升安全性。虽然难度较大,开发者已逐步推进升级方案,确保网络的长期安全。
近年来,量子计算取得了许多突破性进展,包括硬件和算法两个方面。例如,美国加州理工学院利用中性原子技术成功建设了拥有6100个量子比特的量子系统,并在室温条件下实现了12.6秒的长相干时间,为容错量子计算奠定了基础。
同时,谷歌开发的“Quantum Echoes”算法在其量子芯片上运行时,比传统超级计算机的最佳算法快1.3万倍。谷歌表示,这一突破将促进量子技术在未来五年内实现商业应用的可能。
在硬件方面,超导、光子等多条技术路径均在稳步推进,为扩大量子比特规模和提升计算精准度提供了保障。学界和产业界正积极探索从噪声中等规模量子设备(NISQ)迈向真正容错的量子计算机的实现路径,包括增强纠错能力和提高算法的可验证性。
面对量子技术的不断突破,区块链网络必须不断升级,以维护其安全性和完整性。快速适应成为关键:优先引入后量子加密(PQC),以应对即将到来的量子威胁。同时,区块链依靠其去中心化特性,升级难度较大,需多方利益相关者共同达成共识,逐步推进升级方案,以保障网络的持续安全。











