[[221636]]

【51CTO.com快譯】最近媒體對比特幣和加密貨幣大肆宣傳。但是真正革命性的技術(shù)是區(qū)塊鏈，加密貨幣是在這種電子架構(gòu)上運(yùn)行。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N去中心化記賬系統(tǒng)，通過共享的交易賬本來驗證記錄。網(wǎng)絡(luò)中的每臺計算機(jī)存放有賬本的副本；交易完成后，對照存儲在網(wǎng)絡(luò)上其他所有計算機(jī)上的賬本進(jìn)行驗證。如果所有賬本匹配，那么該交易加密成所謂的區(qū)塊。然后新區(qū)塊添加到現(xiàn)有的區(qū)塊中，組成區(qū)塊鏈。

區(qū)塊鏈的潛在用途遠(yuǎn)超出加密貨幣。它們包括保護(hù)電子健康記錄、創(chuàng)建智能合約和電子投票。區(qū)塊鏈甚至被譽(yù)為有望克服美國國防部（DoD）面臨的后勤挑戰(zhàn)――從美國國防部的角度來看，區(qū)塊鏈的一致性結(jié)構(gòu)可以緩解單點故障的安全風(fēng)險，并且讓大大小小的庫存供應(yīng)商得以跟蹤運(yùn)送的貨物。而在去年12月，特朗普總統(tǒng)簽署了一項法案，要求探索區(qū)塊鏈對聯(lián)邦政府帶來的潛在好處。

不過公開的秘密是，量子計算機(jī)的破解（hack）有可能讓這種技術(shù)毫無用處。

目前正在開發(fā)中的量子計算機(jī)會比現(xiàn)在的傳統(tǒng)計算機(jī)更強(qiáng)大，因為它們遵循量子物理學(xué)的原理。量子計算機(jī)使用由名為單光子的物理粒子組成的量子比特（即qubit），而不是使用每個比特是1或0的二進(jìn)制比特系統(tǒng)。由于一個比特只是1或0，傳統(tǒng)計算機(jī)以線性方式來計算。相反，疊加和糾纏的量子物理性質(zhì)意味著一個量子比特可以同時是1和0，因而計算能力大幅提高。

與此同時，量子計算機(jī)對用于保護(hù)大多數(shù)電子數(shù)據(jù)的非對稱加密系統(tǒng)（包括區(qū)塊鏈）構(gòu)成了重大威脅。這種系統(tǒng)依賴數(shù)學(xué)問題，需要花費(fèi)太長的時間，傳統(tǒng)計算機(jī)解決不了。破解這種加密的唯一方法是，對一個很大的半素數(shù)進(jìn)行逆因子（reverse factor），處理成原始素數(shù)。這類計算對于傳統(tǒng)計算機(jī)來說花費(fèi)漫長的時間，但是對大型的通用量子計算機(jī)來說可以瞬間完成，哪怕是面對區(qū)塊鏈。American Defense International的高級顧問Charles Harvey Jr.表示：“我稱量子計算機(jī)能夠破解傳統(tǒng)計算機(jī)加密方法的那一天是‘Q-Day’。Q-Day即將到來。”

但是如果量子計算機(jī)對現(xiàn)在的區(qū)塊鏈構(gòu)成威脅，量子網(wǎng)絡(luò)安全有望是解決方案。實際上，分三個階段整合新興的量子網(wǎng)絡(luò)安全可以讓區(qū)塊鏈避免其他系統(tǒng)被新技術(shù)淘汰的同樣命運(yùn)。

第一種也是最直接的解決方案是，通過添加真正的隨機(jī)數(shù)或所謂的量子密鑰（世界上最強(qiáng)大的加密密鑰），以此加強(qiáng)現(xiàn)有的加密算法。真正的隨機(jī)性只能在自然界中找到。量子物理學(xué)家利用量子噪聲，將其轉(zhuǎn)換成真正的隨機(jī)數(shù)。

如今量子隨機(jī)數(shù)生成器已經(jīng)由銀行、政府和私有云運(yùn)營商來實施。將量子密鑰添加到區(qū)塊鏈軟件以及所有數(shù)據(jù)都加密將增添額外的安全性，可以防范傳統(tǒng)計算機(jī)和量子計算機(jī)。

下一步是開發(fā)量子抵抗算法。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所隸屬美國商務(wù)部，目前在審查提交這些下一代算法的方案。正如非對稱加密使用棘手的數(shù)學(xué)問題來難倒傳統(tǒng)計算機(jī)那樣，量子抵抗算法將使用棘手的數(shù)學(xué)問題來難倒量子計算機(jī)。難就難在提出有用的數(shù)學(xué)問題，又實際上可以難倒量子計算機(jī)。英國的Quantum Resistant Ledger（量子抵抗賬本）項目采用了這種方法，這是由Peter Waterland博士發(fā)起的，他白天是醫(yī)學(xué)專家，晚上是量子抵抗加密貨幣的擁護(hù)者?？偛课挥谟牧硪患夜綰biquicoin也宣布了旨在“成為抵御量子計算網(wǎng)絡(luò)攻擊的第一個區(qū)塊鏈”。

第三種方法是量子網(wǎng)絡(luò)，使用名為量子密鑰分配的硬件技術(shù)，通過將數(shù)據(jù)編碼在一個個粒子上，將信息從一個點發(fā)送到另一個點。只要有人試圖做手腳，連接就會自動斷開。一個俄羅斯組織將這項技術(shù)用于區(qū)塊鏈，而日本大阪大學(xué)提出了一種名為qBitcoin的類似概念。

防量子區(qū)塊鏈對于美國公共部門和私營部門而言都至關(guān)重要。不過，美國目前落后于加拿大、澳大利亞、韓國和瑞士，所有這些國家都有公司企業(yè)推出了商用的量子網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品。與此同時，中國繼續(xù)在量子網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。

量子計算對區(qū)塊鏈構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，但是如果遵照分三步走的計劃：開發(fā)和實施量子密鑰、量子抵抗算法和量子網(wǎng)絡(luò)，可以避免區(qū)塊鏈被扔進(jìn)歷史的垃圾堆，避免比特幣之類的加密貨幣在量子時代破產(chǎn)。 

原文標(biāo)題：How Quantum Computing Threatens Blockchain，作者：Idalia Friedson

【51CTO譯稿，合作站點轉(zhuǎn)載請注明原文譯者和出處為51CTO.com】