研究人员表示，量子计算的突破最终可能暴露数百万比特币，除非网络采用后量子密码学。
要点
• 方舟投资和Unchained的新报告称，量子计算对比特币构成长期风险，而非即时威胁。
• 在某些条件下，约35%的比特币供应可能面临量子攻击风险。
• 比特币最终可能需要通过共识升级采用后量子密码学。
加密货币行业越来越意识到，量子计算最终可能挑战保护比特币和其他主要网络的密码系统。然而，根据科技投资者凯西·伍德的投资管理公司方舟投资和专注于比特币的金融服务公司Unchained的新报告，这一威胁可能还需要数年或数十年才会到来。
周三发布的这份报告研究了量子计算的进步是否能使肖尔算法破解用于保护比特币钱包的椭圆曲线密码学。作者表示，当前的量子机器仍远未达到危及比特币安全所需的能力，这与量子计算专家的评论相呼应。
“今天的量子系统缺乏危及比特币所需的能力。有意义的突破将首先扰乱互联网安全，引发远超比特币范围的协调响应，”研究人员写道。”在我们看来，量子发展将是一个渐进的技术进程——而非突然的’Q日’事件——这将为市场和比特币网络提供适应时间。”
这份报告发布之际，关于量子计算和加密货币的讨论在过去一年中稳步增加，Coinbase首席执行官布莱恩·阿姆斯特朗、以太坊联合创始人维塔利克·布特林和卡尔达诺创始人查尔斯·霍斯金森等知名人士都谈到了这一风险。
“评论员通常将量子计算发展分为两个不同的时代，一个时代是量子计算无法影响比特币，另一个时代是它完全打破了比特币的基础密码学，”报告称。
比特币的安全性依赖于保护挖矿和区块结构的哈希函数，以及证明钱包所有权的椭圆曲线密码学。然而，未来的量子计算机可能能够逆转公钥以恢复私钥，这引发了人们对”现在收集，以后解密”攻击的担忧，即今天收集区块链数据，一旦量子计算机变得足够强大就加以利用。
然而，报告指出，今天的量子计算机运行在”嘈杂中等规模量子”时代，通常使用约100个逻辑量子比特。用量子计算机破解比特币密钥需要数千个高质量、纠错的量子比特和大量可靠的量子操作——远超当今量子机器的能力。
由于这些限制，报告称对比特币的任何量子威胁都可能分阶段出现，而非一次性全部出现。
“在我们看来，未来10-20年内，实用量子计算研究社区将在算法方面取得足够进展，为比特币开发者社区提供时间，使其适应并优化这些算法，以用于比特币区块链、虚拟机以及工具、设备和公司的生态系统，”研究人员写道。
研究人员估计，量子计算机将首先在化学等领域变得有用，然后进步到足以破解较弱的密码系统。之后，它们将能够攻击比特币钱包中使用的椭圆曲线密码学，最初需要大量时间才能破解单个密钥。在最后阶段，量子计算机将能够比比特币约10分钟的区块间隔更快地破解密钥。
即使威胁是渐进的而非即时的，报告指出，如果量子计算机最终破解椭圆曲线密码学，相当一部分比特币供应可能面临暴露风险。
“大约170万比特币存放在被认为已丢失的易受攻击的P2PK地址中，而另外约520万比特币存放在可迁移的重复使用或Taproot地址中——合计约占比特币总供应量的35%，”研究人员写道。
报告称，比特币开发者最终可能需要采用后量子密码学，这是一类旨在保持对量子计算机安全的密码系统。
2月，开发者将BIP 360合并到比特币的GitHub改进存储库中，推进了网络的潜在后量子框架。BIP 360引入了一种称为Pay-to-Merkle-Root或P2MR的新输出类型，该类型将禁用称为密钥路径支出的技术功能，该功能在花费硬币时暴露公钥。
然而，将这些保护措施整合到比特币网络中需要更改其共识规则，这一过程取决于开发者、矿工和用户去中心化社区的共识。
“比特币不仅仅是一个软件。有一个完整的钱包、硬件设备和交易所生态系统，迁移所有这些都需要时间，”BIP 360合著者、密码学家伊桑·海尔曼告诉Decrypt。”关于使用哪些算法以及正确方法是什么，仍然存在未解决的问题，因此关于后量子升级的讨论可能需要5到10年。”
比特币的设计使得重大更改变得困难，报告称这一特性保护了网络，但可能减缓采用和实施升级的过程。
“从这个角度来看，比特币的谨慎代表了适应性和保证之间的权衡，这将持续塑造其长期演进，”报告称。
海尔曼表示，这种动态也可能影响开发者如何优先考虑升级：”如果威胁不紧迫，事情进展缓慢。一旦它变得真实，开发往往会加速。”
方舟投资和Unchained未立即回应Decrypt的置评请求。
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