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Google發(fā)表最新Willow量子晶片，比特幣錢包私鑰可能被破解？

2024-12-11 09:32:43 | 來源： | 作者：佚名
Google 在今（10）日凌晨發(fā)表名為「Willow」的新量子晶片，號稱突破了量子電腦的界限，能用5 分鐘解決傳統(tǒng)超級電腦需10,000,000,000,000,000,000,000,000 年解決的問題，但這引發(fā)加密貨幣圈短暫的恐慌，怕比特幣錢包私鑰會被輕易暴力 破解，但這真的有可能嗎？

量子晶片歷史性技術突破

Google 在量子算力這項技術突破引起了廣泛關注，因為不單算力上達到另一個層級，在「量子糾錯」能力上突破了一個里程碑，是自1995 年Peter Shor 提出量子糾錯概念以來一直未能攻克的難題，這次成果也是首次超導量子系統(tǒng)上即時糾錯的成功案例。

總括而言，Google Willow 的特點如下：

運算能力：Willow 晶片聲稱能夠在5 分鐘內(nèi)解決一個傳統(tǒng)超級電腦需要10 瀾年（即10 的25 次方年）才能完成的復雜運算問題，這項性能展示了量子計算的潛在優(yōu)勢，尤其是在處理極其復雜的數(shù)學問題時。

量子位元（Qubit）：此晶片由105 個量子位元構成，量子位元是量子電腦的基本建構模組，盡管量子位元具有極快的運算速度，但它們也容易受到外部干擾而出錯，因此量子糾錯技術的開發(fā)至關重要。

降低錯誤率：Google 在最新研究中提出了一種新方法，能夠?qū)illow 晶片上的量子位元串聯(lián)起來，從而降低錯誤率并實現(xiàn)即時糾錯，這項進展被視為實現(xiàn)實用化量子電腦的重要一步，這亦是其他量子晶片的瓶頸所在。

比特幣私鑰與其安全性基礎

比特幣的安全基石在于公私鑰體系，其核心為橢圓曲線數(shù)位簽章演算法（ECDSA）。在這種加密機制中，每個錢包擁有一組私鑰與對應的公鑰，利用私鑰可以對交易進行簽名并證明該交易的正當性，而公鑰則可由私鑰透過橢圓曲線運算獲得。但若僅有公鑰而無私鑰，要從公鑰逆向推回私鑰在計算上被認為是「不可行」的，因為這屬于橢圓曲線離散對數(shù)問題（Elliptic Curve Discrete Logarithm Problem），以現(xiàn)今經(jīng)典電腦的運算能力來看，需要的時間長度極其龐大。

比特幣私鑰的安全性仰賴該離散對數(shù)問題對經(jīng)典電腦的「計算困難性」（Computational Hardness）。到目前為止，利用最新的超級電腦也無法在合理的時間范圍內(nèi)逆推出私鑰，這是比特幣安全的基礎之一。

比特幣社群應對量子攻擊策略

比特幣的開發(fā)者社群并非束手就擒，一旦量子威脅變得更加逼近，比特幣網(wǎng)路有能力透過軟體更新切換至后量子密碼學（Post-Quantum Cryptography）算法，如基于格（Lattice-Based）、代數(shù)碼（Code-Based）、超橢圓曲線（Hyperelliptic Curves）或多變數(shù)方程的方案等，這些算法設計的初衷便是為了抵擋量子電腦的攻擊。

而以太坊創(chuàng)辦人Vitalik 早前有解答過「假設量子計算機明天就能實現(xiàn)、且不法分子已通過某種方式獲取了它的訪問權限，并想要利用它來竊取用戶資金，我們該怎么辦？ 」這個問題，他提出通過一個相對簡單的恢復性分叉（recovery fork）來暫時性解決這個問題，意思就是將大規(guī)模攻擊發(fā)生之后的所有區(qū)塊回滾來恢復用戶資金。

而目前諸如Winternitz 簽名、 STARKs 等抗量子（quantum-resistant）技術的開發(fā)正是為了防止這種情況的發(fā)生，一旦帳戶抽象準備就緒，任何用戶都可以隨機切換至具備量子抗性的簽名方案。

錢包改用「24 字詞種子」有用嗎？

24 字詞種子（seed phrase）與12 字詞種子的安全性差異，主要體現(xiàn)在熵值（entropy）及對暴力 破解（brute force）的抵抗能力上。根據(jù)BIP39 標準：

  • 12 字詞種子對應約128 位元的安全強度
  • 24 字詞種子對應約256 位元的安全強度

256 位元的安全強度遠高于128 位元，意味著使用24 字詞種子在理論上能提供比12 字詞種子更強韌的安全保障。如果有人企圖暴力 破解種子，即便有極其強大的運算能力，嘗試的可能組合數(shù)量依舊龐大到難以計算，所以轉(zhuǎn)用24 字詞種子錢包雖感覺上是消極抵抗，但也有一定用處。

量子電腦未來應用前景

雖然目前Willow 所解決的問題尚無直接商業(yè)應用，但Google 設想未來的量子電腦能夠在醫(yī)學、化學、電池技術及人工智慧等領域解決傳統(tǒng)計算無法觸及的復雜問題。其中OpenAI 創(chuàng)辦人Sam Altman 也有關注Willow 并贊賞其研究成果。

盡管Willow 展現(xiàn)了顯著的效能提升，專家指出，要實現(xiàn)廣泛應用仍需數(shù)年時間和巨額投資， Google Quantum AI 實驗室負責人Hartmut Neven 表示，真正能應用于商業(yè)領域的量子電腦可能要到本世紀末才能問世。

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