比特幣和以太坊等熱門加密貨幣受到量子計算威脅的影響如何？

理解量子計算對流行加密貨幣的威脅

介紹

量子計算的興起引發了加密貨幣領域的擔憂，特別是圍繞像比特幣和以太坊這樣廣泛使用的數字資產。量子計算機潛在能力可能會破壞區塊鏈技術中使用的加密算法，對這些加密貨幣的安全構成重大威脅。在本文中，我們深入探討與此關鍵問題相關的影響、主要見解和最新進展。

背景：量子計算與密碼學

量子計算：量子計算代表了一種革命性的計算方法，利用了來自量子力學的原則。與傳統電腦使用位元（0和1）不同，量子電腦利用可以同時存在於多個狀態中的量子位元（qubits）。這一獨特性質使得處理複雜算法能夠指數級加速。

對密碼學的影響：密碼學是區塊鏈技術的基石，確保交易安全和數據完整性。然而，在面對量子計算威脅時，許多在區塊鏈系統中使用的加密算法面臨脆弱性。值得注意的是，如RSA和橢圓曲線加密（ECC）等加密方法，由於其易受量子電腦攻擊而處於風險之中。

揭示的重要事實

1. 加密算法的脆弱性

   • RSA 脆弱性： 廣泛採用的RSA公鑰加密算法依賴於因式分解大合成數字來確保安全。相比傳統電腦，量子電腦有潛力以更快速度因式分解這些數字。
   • ECC 擔憂： 雖然ECC被認為比RSA在較小金鑰尺寸上更強健，但仍然容易受到量子的攻擊。增加金鑰大小可以減輕風險，但可能會引入性能折衷。

2. 區塊鏈脆弱性

   • 主要擔憂圍繞著成功突破後，一台量子電腦可能使惡意行為者操縱交易、盜竊資金或甚至控制區塊鏈網絡。

3. 當前狀態下的量子計算

   • 目前，大規模實用化的量子計算仍然難以實現；然而，在谷歌和IBM等實體積極推進該領域方面取得了顯著進展。

4. 時間線亮點

   • 在2019年：谷歌推出Sycamore——一款53個qubit處理器，其展示出超越傳統電腦。
   • 在2020年：IBM推出其Eagle處理器，擁有53個qubit。
   • 到2023年：牛津大學研究人員預測未來十年內某些quantum algorithms將導致ECC潛在漏洞。

5. 行業反應

   • 許多加密貨幣項目正在探索針對抗擊quantum threats而設計的新型後期-quantum cryptography 解決方案——例如基於格子的cryptography 和哈希簽名。
   • 一些倡議正在整合混合方法，把傳統cryptography 與後期-quantum 方法結合，以便無縫過渡。

6. 最近發展- 2023年4月，以太坊基金會宣布將以太坊從工作證明（PoW）共識算法轉向權益證明（PoS）——此舉被認為更能抵抗quantum attacks。- 2023年5月，加州大學研究人員揭示FrodoKEM——一種新的抵抗...

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