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谷歌实现量子计算突破，区块链安全面临新挑战
上周，谷歌宣布在量子计算领域取得重大突破。在国际顶级科学期刊《自然》上，谷歌发表声明称已实现“量子霸权”——通过创建一种能够完成世界上最快的超级计算机也无法完成的计算任务的计算机。与使用二进制位（1和0）进行计算的常规计算机不同，量子计算机使用量子位（qubits），这种晶体管可以同时记录1和0，从而以指数级提升计算能力和速度。
区块链加密技术面临威胁
区块链的加密技术依赖于一个事实：从公钥计算私钥极其困难。私钥被加密，即使使用最大的超级计算机也需要数千年才能破解。然而，如果配备合适的量子计算机，破解这种代码将变得轻而易举。行业专家估计，这一问题至少需要十年时间才会显现。为此，密码学领域的领导者们正在加紧开发新的抗量子加密技术，以在未来保护区块链的安全。
NSA与NIST的应对措施
“2015年夏天，美国国家安全局（NSA）宣布计划将NSS过渡到抗量子或后量子公钥密码学，”NSA的一位发言人表示。自那时起，NSA一直与行业领导者合作，“确保我们拥有一套强大的抗量子算法，以保护美国政府系统”，并确保“各方都做好了这一过渡的准备”。
一场创建后量子加密算法的大型竞赛正在进行中。美国国家标准与技术研究院（NIST）已收到80多种抗量子算法的提交。NIST在密码学界被视为黄金标准。一旦NIST在2022年左右对获胜的提交给出绿灯，我们就找到了抗量子算法，区块链的安全也将得以保障。NSA也将利用NIST的提交：“NIST提出的标准将是整个美国政府网络安全的关键，同时也为许多商业、金融、关键基础设施和其他系统的安全奠定基础，”一位发言人表示。
区块链项目的抗量子探索
一些区块链项目正在NIST竞赛之外加速发展，承诺推出后量子区块链。例如，QRL项目使用可扩展的地址格式，以确保其“能够应对NIST之外的任何挑战”。这些项目声称使用了抗量子算法，但由于它们非常新，目前还难以评估其实际效果。
数字现金发明者、基于区块链的消息和支付隐私平台Elixxir的创始人David Chaum目前正在开发一个名为Praxxis的“抗量子”加密项目。他声称该项目使用抗量子签名来保护用户免受元数据泄露的威胁，并将在今年晚些时候公开的Praxxis白皮书中详细披露所有信息。然而，在此之前，我们无法验证他的说法。
跨平台加密货币HyperCash通过在“双链生态系统”上使用“抗量子签名”来应对量子计算的威胁。它提议使用后量子格RingCT协议，结合“改进和优化”的零知识SNARKS，以增强安全性。其签名方案“支持多种后量子签名方案”。其研究委员会中包括量子计算领域的顶尖人才，如麦考瑞量子工程中心主任Gavin Brennan教授和新加坡国立大学量子技术中心首席研究员Miklos Santha教授。
IOTA声称其Tangle架构在后量子密码学下是安全的。Tangle是一种“相互链接的独立交易流”，IOTA表示其结构使得即使量子计算机也难以破解。IOTA还有一个名为“Masked Authenticated Messaging”的模块，使得区块链能够“以抗量子的方式加密整个数据流，并将其安全地锚定到IOTA Tangle中”。
未来的挑战与机遇
由于量子计算机还很新，科学家们还需要一段时间才能研究出如何利用它们破解密码学——密码学行业正在研究多种不同的方法来应对量子计算带来的威胁。但风险很高：量子计算机可能很快就能解密所有加密信息，包括银行账户和政府数据库。对于密码学家和加密货币来说，时间至关重要。
