量子计算机的出现是否会摧毁比特币？

比特币正在以一个惊人的速度席卷全球。比特币是一种分布式存储的数字货币，它是一个很安全的支付平台，任何人都可以很方便的使用它。

比特币不受政府和货币政策的影响，可以很方便的点对点支付。

比特币的数量被规定为2100万枚。多年来，世界各国不断的发行或者超发货币，导致货币不断的贬值，所以很多投资者期望通过比特币来抵抗通货膨胀。

正是因为比特币的独立性和稀有性，使得人们不断追捧比特币。2017年比特币的价值急剧上升，由年初的2500元上涨到50000元，价值翻了20倍！

截止11月份初，加密货币市场的总价值已经达到为1500亿美元！

比特币的一个重要特点是它的安全性。比特币的安全性是基于难以破解的加密协议来防止被盗或复制。换句话说，它使用了数学函数，在一个方向上计算或许会很容易，但在其他方面却很困难——至少对于普通的计算机来说是这样的。然而量子计算机可以轻易的破解加密协议。

目前，各国都在积极研发量子计算机和应用技术。这引发了一个迫切的问题:比特币是否可以应对未来几年可能出现的各种量子攻击?

新加坡国立大学Divesh和他的工作伙伴在研究了量子计算机对比特币构成的威胁后，明确表示危险是真实存在的，而且迫在眉睫。

我们先了解一下区块链。比特币的交易信息存储在一个分布式分类记账簿上。它分类记录了特定时间段内完成的所有交易，通常花费10分钟左右。这个集合称为区块，它包含了一个加密的哈希值，而这个哈希值包含了前一个区块的哈希值，以及链中的一个哈希值。因此,我们叫它区块链。

新的块必须包含一个称为nonce的数字，它具有一个特殊的属性。当这个nonce转化成哈希值后，结果必须小于某个特定的目标值。

考虑到nonce和区块内容，这很容易显示，这允许任何人验证块。但是生成nonce是非常耗时的，因为唯一的方法是通过蛮力来尝试一个接一个的数字，直到找到一个nonce。

这一过程被称为“采矿”，报酬则是比特币的奖励。

新区块放置在分布式分类账上，一旦被验证，就会被整合到区块链中。然后矿工们开始在下一个区块的工作。

偶尔，两个采矿组会发现不同的nonce，并声明两个不同的块。比特币协议规定，在这种情况下，进行了更多工作的区块将被整合到这个区块链中，而另一个则被丢弃。

这个过程有一个致命的弱点。如果一组矿工控制着网络上超过50%的计算能力，它总是能比其他49%的人更快地挖掘出块。在这种情况下，它能有效地控制了区块链。

掌握绝对算力的群体可以修改自己的交易记录，从而进行二次支付。它可以阻止区块确认部分或者全部交易。甚至可以阻止部分或者全部矿工开采到任何有效的区块。它可以“为所欲为”！

因此，Divesh特别研究了量子计算机在网络上变得强大的可能性。他们着眼于未来10年量子计算机的预计运行速度，并将其与传统硬件的功率进行比较。

他们的结论让世界各地的比特币矿商松一口气。大多数采矿都是由NVIDIA等公司生产的ASIC完成的。在未来10年左右的时间里，这种硬件可能会比量子计算机有速度优势。

我们发现，比特币所使用的证明工作对未来10年量子计算机的大幅加速具有相对的抵抗能力。这主要是因为专业的ASIC矿商可能会比初期的量子计算机的运行速度要快。

但另一种不同的威胁更令人担忧。比特币还有另一种加密安全功能，可以确保只有比特币的所有者才能使用比特币。这是基于公共密钥加密方案相同的数学原理。

其思想是所有者生成两个数字——一个是私钥，一个是公钥。公钥可以很容易地从私钥中生成，私钥却很难从公钥中生成。交易时可以使用签名来验证所有者持有的私钥，而不显示私钥。

通过这种方式，接收方可以验证所有者是否拥有私钥和有权使用比特币。

欺骗这个系统的唯一方法是使用公钥来计算私钥，这对于传统计算机来说是非常困难的。但是使用量子计算机，就很容易了。

量子计算机对于私钥的破译，会给比特币带来巨大风险。事实上，量子计算机的出现会对所有加密的方法带来挑战。

期待后续有更好的方案来解决这个问题！