尽管量子计算仍处于早期阶段，但人们预计它将彻底改变问题解决和数据处理方式，对当前的区块链加密方法构成迫在眉睫的威胁。在这种不确定性中，基于云的量子防护加密成为区块链加密面临的量子威胁的临时解决方案。在深入探讨其对加密货币的深远影响之前，让我们先介绍一下基础知识。
计算系统的力量
计算机本质上是执行逻辑和算术运算的解决问题的机器。传统计算基本上是我们所有日常技术操作的幕后推手，而量子计算的范围要小得多，它有望带来令人兴奋的进步，并正在慢慢融入更广泛的公共领域。例如，就在最近，第一台量子计算机已提供给一家欧洲云服务提供商，并将提供给部分大学的学生进行科学研究。
但是它们有何不同呢？
两种力量：传统计算与量子计算
经典计算机受经典物理学的支配，以称为位的基本单位一次一位地处理信息。这些位通过在 1 和 0 之间交替工作来解决复杂的计算。随着问题复杂性的增加，解决问题所需的计算量也会增加。其中一些问题非常复杂，以至于人们认为只有量子计算机才能解决它们。其他问题则太不切实际或根本无法使用经典计算在合理的时间内解决。
另一方面，量子计算利用量子物理原理，允许在称为“量子比特”的单元上同时执行多项操作。与传统比特不同，量子比特可以在称为“叠加”的过程中取多个值，这意味着它们可以同时为 0、1 或两者。这一点，加上隧穿、退火和并行等其他特性，开启了以前所未有的速度破解曾经被认为无法计算的问题的可能性。
例如，D-Wave 量子计算机公司最近开发了一款名为 Advantage2 (Adv2) 的量子原型，它拥有超过 1,200 个量子比特，在解决复杂优化问题时，解决问题的速度提高了 20 倍。凭借这种无与伦比的计算能力，可以在不到几秒钟的时间内解析巨型数据集，轻松计算大型阶乘，并且目前超出传统计算范围的难题可以在几秒钟内解决。
这对加密货币有何影响？
一切都与加密有关
区块链网络持有并保护着价值数十亿美元的数字资产。密码学（加密数据的数学艺术）是保护这些贵重资产并使加密货币安全、去中心化和匿名的学科。从使用唯一 ID 保护交易到验证所有权，密码学是去中心化加密货币网络的基础。
区块链数据保护采用不同的加密技术。例如，许多区块链使用称为密钥的秘密值来控制对加密信息的访问。加密越复杂，数据对黑客和其他数字威胁的防御能力就越强。
如今，传统计算机在破解某些加密算法方面存在局限性，尤其是那些密钥较长的算法。还记得我们说过的量子计算吗？密钥越长，解密加密信息就越困难。
然而，现在被认为安全的东西明天可能就不再安全了。
量子威胁
当前的区块链协议使用通常称为公钥基础设施或 PKI 的加密算法。不幸的是，这些算法不具备量子抗性，随着量子技术的发展，加密货币加密被破解的风险越来越大。这意味着，如果部署一台足够强大的量子计算机，最常见的加密算法（如 RSA（Rivest、Shamir、Adleman）、ECDSA（椭圆曲线数字签名算法）和 ECDH（椭圆曲线 Diffie-Hellman））可能会被淘汰。
这些损失不仅在网络安全方面是灾难性的，还会造成数万亿美元的经济崩溃。具体来说，比特币 (BTC) 和以太坊 (ETH)——按市值计算最大的两种加密货币——都使用 ECDSA 加密。截至 2024 年 5 月，比特币的市值约为1.37 万亿美元，而以太坊 (ETH) 的市值约为 4542.4 亿美元。
然而，并非只有巨头才需要降低这种风险。RSA 和 ECDSA 是绝大多数加密货币使用的最常见的加密算法，包括瑞波币 (XRP)、莱特币 (LTC)、狗狗币 (DOGE)、达世币 (DASH)、Zcash (ZEC)、门罗币 (XMR) 和恒星币 (XLM)。
加起来，所有加密货币的全球总市值高达 2.59 万亿美元。这超过了意大利和加拿大的独立 GDP——分别约为 2.36 万亿美元和 2.02 万亿美元。这些数字肯定能让我们了解量子引发的加密货币崩盘的深远后果。
克服困难：量子计算
为了比较量子计算如何破坏加密方法的稳定性，让我们将量子能力应用于现实世界。例如，考虑以下示例。在传统的轮盘赌中，获胜的几率是固定的：每个玩家的获胜几率为 1/38（或 2.632%）。就像赌场轮盘赌的获胜几率不仅稳定，而且易于理解且不可改变一样，加密算法目前用于保护经典计算中的加密数据的既定数学原理也是如此。
然而，引入量子计算就像突然引入一种新型轮盘赌，其结构不可预测且具有广泛的破坏性。如果这个假想的量子轮盘能够预测结果，整个赌博业都会处于危险之中。
幸运的是，这只是一个比喻。轮盘赌是一种机会游戏，每次旋转都是独立且不可预测的。预测确切结果是不可能的，即使是超级计算机也不可能。另一方面，量子计算机对加密系统的安全构成了重大且非常现实的威胁。
但是，我们多久会迎来加密货币末日？解决方案又是什么？
现状
很难确切知道何时可以制造出一台强大的量子计算机来破解加密。不过，少数专家认为，这可能比许多人预期的要早。根据《量子威胁时间线报告》，一些专家认为，10 年内实现这一目标的可能性超过 5%，甚至有几位专家表示，可能性超过 50%。
然而，量子研究进展缓慢且成本高昂。量子计算机的实际应用有限，在这种量子超级能力广泛用于破坏分散网络之前，还有大量工作要做。至少在未来三四十年内，80 位、112 位和 160 位加密对于传统攻击来说都是相当安全的。另一方面，一个超级复杂的 2048 位密钥需要大约 2000 万个量子比特，这远远超出了量子计算机目前的处理能力。
好消息是，如今破解现有的安全密码系统过于复杂且成本高昂。在量子计算机成为主流并具有成本效益之前，科学家将能够开发出抗量子加密技术，这种想法更为合理。
一线光明：抗量子云加密
量子威胁已经引起人们的关注一段时间了，这促使加密货币社区积极致力于开发量子防护解决方案。其中一项进步是量子防护云加密系统，例如 Proton 率先推出的系统。在量子防护云世界中，公钥基础设施可以为区块链加密提供另一层保护，区块链加密在很大程度上依赖密钥来保护数据和贵重物品。
因此，量子密码学领域稳步发展并吸引大量投资也就不足为奇了。中国拥有世界上最大的量子研究设施，也引领着全球量子技术的投资，占全球该领域公共支出的一半以上。
虽然大多数科学家都认为，还有充足的时间为 Q 日（量子计算机能够破解加密算法的那一天）做准备，但该领域的研究人员并没有将这段时间视为理所当然。他们正积极引导我们向量子防未来过渡，以保护我们的隐私和交易。基于云的量子防加密虽然是可能的解决方案之一，但作为区块链加密面临的量子威胁的解决方案，它正变得越来越有吸引力。
只要继续推动安全过渡到抗量子区块链，你的加密钱包在未来几十年内就应该不会受到量子崩溃的影响。希望到那时你也能看到一些利润。
