加密貨幣領域總是存在一些令人擔憂的問題。無論是交易所倒閉還是監管環境變化,儘管最近市場情緒低迷,但過去一年來加密貨幣總體上仍保持強勁增長。
然而,有些人仍然看到了即將到來的挑戰:量子計算。
量子計算會是加密貨幣的末日嗎?
量子計算技術的速度可以比傳統計算快數千倍。一些早期的量子測試已經解決了傳統計算機需要數千年才能解決的方程式。
從理論上講,這對加密貨幣來說似乎是個壞消息。量子計算機理論上能夠破解SHA256協議,而SHA256正是保護比特幣賬本的協議。
雖然新聞標題經常將量子計算和比特幣描繪成勢均力敵、不可避免地要展開對決的對手,但更細緻入微的視角表明,這些技術是推進數字安全和計算效率的潛在合作伙伴。
事實上,正如早期加密貨幣投資者和愛好者查理·施雷姆 (Charlie Shrem)在 12 月初的 Moneyshow 大會上評論的那樣:
“量子計算和密碼學是互補的技術。”
簡而言之,量子計算非但不會給加密貨幣帶來厄運,反而可能加速比特幣向更強大、更安全、更具可擴展性的系統演進。
量子技術發展帶來的加密貨幣機遇
比特幣的開源特性促進了密碼學家、開發人員和學者之間的合作,從而確保解決方案能夠得到嚴格的測試和部署。
量子計算帶來的挑戰,與其說是純粹的破壞性,不如說是加強比特幣加密基礎的動力。
加密社區正在積極開發抗量子簽名方案。這其中包括 Lamport 簽名,它將通過類似於 2021 年成功的 Taproot 升級的向後兼容軟分叉來實現。
這種演進式的視角表明,量子計算的出現推動了創新而非淘汰。隨著技術的不斷創新,它們也持續蓬勃發展——這對比特幣來說是個好消息。
向後量子密碼學的過渡不僅僅代表著一種防禦姿態。
Shrem 表示:“量子計算利用了自然界的基本原理,這反過來可能會支持比特幣,而不是阻礙比特幣的發展。”
美國國家標準與技術研究院最近對抗量子密碼算法進行的標準化標誌著一個重要的里程碑。
這是因為像 CRYSTALS-Kyber 這樣的算法提供了新的安全框架,使整個數字生態系統受益。
從比特幣到其他加密貨幣,都可以採用這些技術進步,從僅僅易受量子攻擊轉變為從根本上不受量子攻擊,為數字資產安全樹立新的標準。
與此同時,研究人員構建並測試了一種只能使用量子計算機進行挖礦的區塊鏈。這標誌著量子霸權在區塊鏈技術中的首次實際應用。
該原型在四個地理位置分散的量子處理器上進行了測試,引入了“量子工作量證明”作為傳統工作量證明系統的替代方案。
區塊鏈的量子解決方案
與比特幣高耗能的挖礦(2024 年消耗了 176 太瓦時的電力)不同,量子區塊鏈系統通過量子力學實現了更高的挖礦效率。
量子計算通過顯著加快交易處理速度,為解決區塊鏈面臨的挑戰提供了潛在方案。
例如,雖然比特幣的共識機制很安全,但速度較慢且資源消耗巨大。量子計算機可以優化共識算法,更高效地驗證交易,並解決長期困擾區塊鏈網絡的可擴展性問題。
這種計算能力可以讓比特幣每秒處理數千筆交易,而不會損害去中心化。
量子增強型區塊鏈系統利用量子密鑰分發和量子隨機數生成來實現卓越的安全性,防止數據洩露和未經授權的訪問。
換句話說,量子技術不僅可以取代比特幣的安全性,還可以增強其安全性。
量子密鑰分發為比特幣錢包和交易提供理論上無法破解的加密,而量子隨機數生成器則確保生成真正不可預測的私鑰。
這些技術的融合為混合系統創造了機遇。例如,可以使用量子代幣在專門的區塊鏈應用中提供額外的隱私層。
這種互補的方法使比特幣能夠在保持其久經考驗的去中心化結構的同時,融入量子優勢。
量子挑戰以前所未有的方式團結了加密貨幣社區。
區塊鏈分析提供商正準備支持抗量子地址格式和交易類型,以確保合規性和量子安全監控能力的持續性。
這種協調不僅限於加密貨幣本身,還包括交易所、錢包提供商、研究機構和監管機構共同合作,以確保整個生態系統平穩過渡。
區塊鏈行業正積極利用抗量子代幣和後量子密碼學來應對量子威脅,其中基於格的密碼學和基於哈希的方法等項目處於領先地位。
這種競爭性創新對整個加密貨幣領域都有益。這是因為其他項目中成功的抗量子計算實現有助於成功的加密貨幣項目發展。共同的挑戰會形成一股上升的浪潮,使所有項目受益。
“我們甚至還沒觸及量子計算的全部潛力,”施雷姆指出。“量子計算正在演變成一種新型計算機,我們需要認真思考這究竟意味著什麼。”
量子加密的未來之路
量子計算與加密貨幣之間的關係並非必然是對立的。
時間線估計表明,量子計算機對當前加密標準構成直接威脅之前,還有 5 到 15 年的時間,這為做好準備提供了充足的時間。
量子區塊鏈有望為需要高安全性和強大計算能力的領域打開應用之門,例如安全投票系統、供應鏈管理和醫療保健數據共享。
比特幣的去中心化治理和適應性使其能夠很好地融合量子優勢。
隨著量子計算的成熟,所有加密貨幣都可以集成抗量子密碼技術,利用量子增強的挖礦效率,並採用量子安全協議。
其結果將是一個比以往任何時候都更加安全、高效和可擴展的加密貨幣生態系統——這並非因為量子計算,而是因為量子計算。
這種共生關係並不代表比特幣的終結,而是代表其量子驅動未來的開始。


