Google 发表最新 Willow 量子晶片,比特币钱包私钥可能被破解?

    Google在今(10)日凌晨发表名为「Willow」的新量子晶片,号称突破了量子电脑的界限,能用5分钟解决传统超级电脑需10,000,000,000,000,000,000,000,000年解决的问题,但这引发加密货币圈短暂的恐慌,怕比特币钱包私钥会被轻易暴力破解,但这真的有可能吗?量子晶片历史性技术突破Google在量子算力这项技术突破引起了广泛关注,因为不单算力上达到另一个层级,在「量子纠错」能力上突破了一个里程碑,是自1995年PeterShor提出量子纠错概念以来一直未能攻克的难题,这次成果也是首次超导量子系统上即时纠错的成功案例。总括而言,GoogleWillow的特点如下:运算能力:Willow晶片声称能够在5分钟内解决一个传统超级电脑需要10澜年(即10的25次方年)才能完成的复杂运算问题,这项性能展示了量子计算的潜在优势,尤其是在处理极其复杂的数学问题时。量子位元(Qubit):此晶片由105个量子位元构成,量子位元是量子电脑的基本建构模组,尽管量子位元具有极快的运算速度,但它们也容易受到外部干扰而出错,因此量子纠错技术的开发至关重要。

    降低错误率:Google在最新研究中提出了一种新方法,能够将Willow晶片上的量子位元串联起来,从而降低错误率并实现即时纠错,这项进展被视为实现实用化量子电脑的重要一步,这亦是其他量子晶片的瓶颈所在。MeetWillow,ournewestquantumchip.Inunder5minutes,it'sabletoperformabenchmarkcomputationthatwouldtakeoneoftoday’sfastestsupercomputers10septillionyears.(That'sgreaterthantheageoftheuniverse!)Learnmore↓https://t.co/6UnDvVt7v2—Google(@Google)December9,2024比特币私钥与其安全性基础比特币的安全基石在于公私钥体系,其核心为椭圆曲线数位签章演算法(ECDSA)。在这种加密机制中,每个钱包拥有一组私钥与对应的公钥,利用私钥可以对交易进行签名并证明该交易的正当性,而公钥则可由私钥透过椭圆曲线运算获得。但若仅有公钥而无私钥,要从公钥逆向推回私钥在计算上被认为是「不可行」的,因为这属于椭圆曲线离散对数问题(EllipticCurveDiscreteLogarithmProblem),以现今经典电脑的运算能力来看,需要的时间长度极其庞大。

    比特币私钥的安全性仰赖该离散对数问题对经典电脑的「计算困难性」(ComputationalHardness)。到目前为止,利用最新的超级电脑也无法在合理的时间范围内逆推出私钥,这是比特币安全的基础之一。比特币社群应对量子攻击策略比特币的开发者社群并非束手就擒,一旦量子威胁变得更加逼近,比特币网路有能力透过软体更新切换至后量子密码学(Post-QuantumCryptography)算法,如基于格(Lattice-Based)、代数码(Code-Based)、超椭圆曲线(HyperellipticCurves)或多变数方程的方案等,这些算法设计的初衷便是为了抵挡量子电脑的攻击。而以太坊创办人Vitalik早前有解答过「假设量子计算机明天就能实现、且不法分子已通过某种方式获取了它的访问权限,并想要利用它来窃取用户资金,我们该怎么办?

    」这个问题,他提出通过一个相对简单的恢复性分叉(recoveryfork)来暂时性解决这个问题,意思就是将大规模攻击发生之后的所有区块回滚来恢复用户资金。而目前诸如Winternitz签名、STARKs等抗量子(quantum-resistant)技术的开发正是为了防止这种情况的发生,一旦帐户抽象准备就绪,任何用户都可以随机切换至具备量子抗性的签名方案。钱包改用「24字词种子」有用吗?24字词种子(seedphrase)与12字词种子的安全性差异,主要体现在熵值(entropy)及对暴力破解(bruteforce)的抵抗能力上。

    根据BIP39标准:12字词种子对应约128位元的安全强度24字词种子对应约256位元的安全强度256位元的安全强度远高于128位元,意味著使用24字词种子在理论上能提供比12字词种子更强韧的安全保障。如果有人企图暴力破解种子,即便有极其强大的运算能力,尝试的可能组合数量依旧庞大到难以计算,所以转用24字词种子钱包虽感觉上是消极抵抗,但也有一定用处。量子电脑未来应用前景虽然目前Willow所解决的问题尚无直接商业应用,但Google设想未来的量子电脑能够在医学、化学、电池技术及人工智慧等领域解决传统计算无法触及的复杂问题。其中OpenAI创办人SamAltman也有关注Willow并赞赏其研究成果。尽管Willow展现了显著的效能提升,专家指出,要实现广泛应用仍需数年时间和巨额投资,GoogleQuantumAI实验室负责人HartmutNeven表示,真正能应用于商业领域的量子电脑可能要到本世纪末才能问世。

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