本文摘要：上个月末，Google AI Quantum 等机构公布的一篇关于量子计算机进展的论文《Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Processor》引发了极大反响，量子计算机以其相比之下打破经典计算机的计算能力获得了普遍注目。而这种超级计算能力也给区块链领域带给了一丝混乱，各个社区争相开始担忧量子计算机不会沦为区块链底层密码算法的可怕威胁。一、章节量子计算机于是以沦为新兴计算机的一个发展方向。

上个月末，Google AI Quantum 等机构公布的一篇关于量子计算机进展的论文《Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Processor》引发了极大反响，量子计算机以其相比之下打破经典计算机的计算能力获得了普遍注目。而这种超级计算能力也给区块链领域带给了一丝混乱，各个社区争相开始担忧量子计算机不会沦为区块链底层密码算法的可怕威胁。一、章节量子计算机于是以沦为新兴计算机的一个发展方向。虽然量子计算机目前还没沦为现实，但也在一步一步地努力实现中。

早在2015年，IBM 的研究员在坐落于纽约的实验室中就修建了一台有5个量子比特的量子计算机，并向公众公布免费量子计算出来云服务，让所有人都可以用于这5量子比特的量子计算机。在2019年度国际消费电子展上，IBM 展出了一台量子计算机 IBM Q System One 模型。据报导，IBM 将迅速为其 IBM Q Network 的客户获取53量子比特的量子计算机。

而谷歌在2018年美国物理学会年会上发售的 Bristlecone 量子计算出来芯片有72个量子比特。另外，D-Wave 也在发售其下一代的量子热处理计算机。这一切迹象指出量子计算机正在悄悄而忠诚地向我们走过。据美国国家标准与技术研究院（NIST）预测，在十五年左右的时间内，投放十亿美元就有50%的可能性生产出有一座以核电站供能的量子计算机。

二、对区块链将产生冲击？一旦通用型量子计算机构建，即我们步入后量子时代，其带给的影响是不可估量的。量子计算机能以其特有的并行性高效地解决问题传统的计算出来艰难问题。

我们告诉，区块链基于密码学来确保其无法伪造性和无法假造的特征。尤其地，公钥亲笔签名算法 ECDSA 和哈希算法 SHA-256 等在区块链系统中具有最重要应用于。

另外，目前网络世界中的安全性通信也依赖公钥密码体制，还包括公钥加密体制、数字签名体制和密钥互相交换协议等。在实际应用于中，主要中用 RSA 密码系统、椭圆曲线密码系统以及 (EC) Diffle-Hellman 密钥互相交换协议等。例如，商用密码算法 SM2 就普遍应用于我国金融系统中。

以 ECDSA 为代表的公钥密码系统的安全性是以某些数论问题为基础的，比如大整数分解成问题以及群上的线性对数问题。在传统的经典计算机下，大整数分解成和线性对数等问题的解法必须问题规模的（亚）指数时间，因此我们一般来说指出它们是计算出来艰难的，或者说是计算出来不可解的。从而，在经典计算机下，我们指出创建在这些艰难问题上的公钥密码系统是（计算出来）安全性的。即，在经典计算机模型下，区块链用 ECDSA 等密码算法可以超过其既定的安全性目标。

而量子计算机的经常出现将转变这一状态。Shor 量子算法以及在这基础上改良的一系列量子算法指出，大整数分解成问题和线性对数等问题可以利用量子计算机在常规时间（多项式时间）内被有效地解决问题。微软公司研究院的研究人员曾指出“密码 RSA-2048 的密钥，经典计算机有可能必须花费10亿年的时间，而量子计算机只必须100秒就可以已完成”。

因此，一旦量子计算机构建，区块链中使用的 ECDSA 算法、安全性通信中使用的 RSA 密码系统，以及金融行业中使用的 SM2 密码系统等非对称密码技术将被攻陷。而对于诸如 AES 的平面密码体制以及诸如 SHA256 的哈希算法来说，Grover 量子搜索算法的不存在也被迫平面密码算法等自由选择更长的密钥来保持完全相同的安全等级。

更稍贞清楚地谈，Grover 量子搜索算法可以使 AES 和 SHA256 等算法的安全性减为。即，量子计算机下 AES-256 的安全性相等于经典计算机下 AES-128 的安全性。三、结论因此，如果不提早有所准备，一旦量子计算机研制成功，即所谓的后量子时代来临，我们目前所用的密码技术都将受到冲击，区块链的安全性也不会受到适当的影响。

众所周知，在过去的四十年里，公钥密码学早已沦为全球数字通信基础设施中必不可缺的最重要部分。在诸如全球商贸、移动通信、社交网络、云计算和大数据等最重要应用于场合，公钥密码学都为实体（例如个人、企业和政府部门等）间的安全性通信获取了最重要确保，是建构网络信任体系，构建身份认证、电子签名和秘密传输的关键技术。

一旦量子计算机构建，在信息通信过程中目前所用于的维护手段将过热，我们将丧失维护隐私数据和证书通信双方的能力。因此，量子计算出来给区块链领域带给的混乱也不无道理。不过，正如论文《Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Processor》中认为的一样，构建能密码 ECDSA 等密码算法的通用型量子计算机还有很长的路要回头，还有很多的考验必须解决。

另外，诸如后量子密码学等应付技术也在蓬勃发展。无论是区块链，还是量子计算出来，无数的科学家、研究学者都在大力地投身在各自的阵营里，网卓新闻网，建构着属于自己的技术革命，并贯彻着技术转变生活的理念。

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