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比特币安全面临量子计算变数，谷歌研究引发业界警觉

2026-04-18 12:06:27
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比特币面临量子计算挑战

比特币的安全架构正因量子计算机的发展而面临现实威胁。谷歌的最新研究将此前仅停留于理论层面的攻击场景，具体到了时间维度，引发了市场的警惕。

比特币的运作基于椭圆曲线密码学。每个钱包都包含一个作为秘密值的私钥，以及由此生成的公钥。私钥实质上是一个几乎无法破解的随机数字，公钥则是通过特定数学运算产生的。这个过程类似于“单向函数”，其核心在于无法通过公钥反推出私钥。

其数学表达为 K = k × G。其中，k 是私钥，K 是公钥，G 是基准点。传统计算机要逆向破解这一关系，所需时间据信远超宇宙年龄。这正是比特币安全的核心机制。

改变这一局面的是“肖尔算法”。该算法于1994年提出，能让量子计算机高效解决离散对数问题，从而在现实时间框架内完成传统计算机无法完成的计算。

肖尔算法利用了量子计算机的核心特性：“叠加”、“纠缠”与“干涉”。它能同步计算所有可能值，然后仅强化正确的答案。通过这种方式，可以快速从公钥推导出私钥。这意味着，证明比特币钱包所有权的核心壁垒将被摧毁。

此类攻击此前未能成为现实，主要受限于硬件瓶颈，即难以获得足够数量的稳定量子比特。早期估计需要数百万个物理量子比特。

然而，谷歌“量子AI”团队于四月初发布的研究成果，大幅降低了这一门槛。这项有以太坊基金会及斯坦福大学专家参与的研究分析指出，仅用不到50万个物理量子比特就有可能发起攻击，数量仅为先前预估的二十分之一。

研究团队设计了针对比特币椭圆曲线的专用量子电路，需要约1200至1450个逻辑量子比特以及数千万个“托佛利门”。不过，由于需要纠错，实际所需的物理量子比特数量远高于此。

本次研究最受关注的部分在于“时间”。谷歌指出，攻击过程的半数计算可以预先完成。这意味着，攻击者可以在准备就绪的状态下，等待目标公钥出现时，迅速完成剩余计算。

据估计，剩余的计算时间仅需约“9分钟”。考虑到比特币平均区块生成时间为10分钟，攻击者有可能在交易确认之前找到私钥并窃取资金。

这即所谓的“内存池攻击”。当用户发送交易时，其公钥会在网络暴露，而攻击或可在这短暂的时间内完成。分析显示，此类攻击的成功率约为41%。

但更大的隐患在于那些公钥早已暴露的钱包。目前估计约有690万枚比特币属于此类，约占比特币总供应量的三分之一。对于这些钱包，攻击可以在无时间限制的情况下进行。

2021年“Taproot”升级后生成的地址，其公钥在结构上就是公开的；而更早的地址也会在发生交易时暴露公钥。最终，任何曾发生转移的比特币，在量子计算机时代都可能成为潜在的攻击目标。

总而言之，比特币的安全体系目前依然坚固，但“量子计算机”技术的发展速度已成为关键变量。尽管相关研究仍处于理论与实验阶段，但技术差距正在迅速缩小，长远的应对讨论已不可避免。

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