量子计算对比特币安全性的影响
最新研究来自量子计算公司Alice & Bob，表明破解保护比特币网络的密码学所需的量子计算资源可能远低于之前的预期，这为加密货币准备后量子时代的努力增添了紧迫感。这家总部位于巴黎和波士顿的公司周四宣布，其研究人员估计，配备约29,588个物理量子比特的容错量子计算机可以在仅61.8分钟内解决一个256位椭圆曲线密码学问题。这个数学问题是用于授权比特币交易的数字签名的基础。
研究结果与量子计算的进展
研究结果详细阐述在一篇新研究论文中，表明22,593个物理量子比特可以在大约3.14天内破解RSA-2048加密，这一估计显著低于之前的预测。2019年，研究人员预计分解RSA-2048需要大约2000万个物理量子比特，而谷歌量子人工智能去年修订的估计则将这一数字降至不到一百万。
Alice & Bob表示，其最新的计算代表了在最小化量子硬件需求和处理时间的组合方面的新基准。
该研究依赖于一种名为猫量子比特的专用超导技术，旨在减少硬件层面的某些量子错误。研究人员将这种方法与更高效的错误纠正代码和对Shor算法所需的数学运算的改进相结合，Shor算法是能够击败广泛使用的公钥密码学的量子计算方法。
比特币的潜在威胁
该公司强调，其研究结果是理论资源估计，而不是现有量子计算机能够破解比特币密钥的证据。构建能够可靠执行这些计算的机器仍然是一个重大的工程挑战。
对于比特币而言，影响主要集中在其椭圆曲线数字签名系统上，该系统允许用户证明对资金的所有权。一个足够强大的量子计算机可能会从暴露的公钥中计算出私钥，使攻击者能够生成未经授权的签名并窃取加密货币。
Alice & Bob估计的一个小时攻击时间仍然超过比特币大约10分钟的平均区块间隔，这限制了攻击普通交易的即时可行性，尤其是在等待确认时。然而，与已经暴露的公钥相关的币可能面临更严重的威胁，因为攻击者不一定需要在下一个区块之前完成计算。
量子计算的最新发展
这一公告是在一系列最近的发展之后发布的，这些发展表明量子攻击的技术障碍正在逐渐减少。正如Bitcoin.com News本月早些时候报道的，谷歌量子人工智能展示了一种名为魔态培养的错误减少技术，实现了对复杂计算所需的专用量子态可靠性提高40倍的改进。
谷歌在三月份发布的另一项研究表明，先进的量子机器理论上可以使用不到500,000个物理量子比特来破坏比特币的椭圆曲线签名，其中一种提议的配置在大约九分钟内完成攻击。
与此同时，量子计算公司Quantinuum于10月19日宣布，其Helios系统已达到99.9995%的逻辑保真度，相当于每百万次操作约五个错误。该公司将这一成就描述为支持其在2029年前交付商业可用的容错量子计算机的雄心。
未来的挑战与建议
Alice & Bob的计算代表了一种不同类型的进展，展示了架构选择和算法改进如何显著减少攻击现有密码系统所需的设备。Alice & Bob首席执行官Théau Peronnin在一份声明中表示：“随着该领域在错误纠正和算法设计方面发展出更好的方法，运行该算法所需的资源估计一直在稳步下降。”
该公司预计，量子硬件的改进和计算需求的下降可能在2030年代初期趋于一致，尽管这仍然是一个预测，而非确定的时间表。这些发现给比特币开发者施加了压力，促使他们在这些机器可用之前研究抗量子签名方案。之前的估计表明，大约690万个比特币可能面临潜在的暴露，因为相应的公钥已经被揭示。
替换比特币现有的签名技术将引入相当大的复杂性，包括更大的交易数据需求、与现有钱包的兼容性问题，以及如何保护存放在不活跃或无法访问地址中的币的棘手问题。
Alice & Bob敦促组织开始采用后量子密码保护，而不是等待有效的量子攻击。对于比特币而言，由于变更需要广泛的技术审查和网络协调，缩小的估计可能使准备工作变得越来越重要，即使加密能力强的量子计算机的实际到来仍然不确定。
