新闻加密货币量子不会夺走你的比特币:Bitcoin Magazine 印刷版撰文称量子威胁仍是 FUD

量子不会夺走你的比特币:Bitcoin Magazine 印刷版撰文称量子威胁仍是 FUD

作者: Bitcoin Magazine·

要点速览

  • •Brandon Black 在 Bitcoin Magazine《The Quantum Issue》中的文章认为,密码学相关量子计算机对比特币的威胁属于 FUD,没有证据表明此类机器会在十年内建成,它能否建成也尚不确定。
  • •Black 断言,迄今没有任何量子计算机完成过超出早慧六岁儿童能力范围之外的计算,而现有设备即使完成微不足道的任务也需要巨大的电力、设置时间和后处理。
  • •文章引用 SpaceX 猎鹰 9 号——达到首次载人任务的成本不到 50 亿美元,而 NASA 航天飞机约为 500 亿美元——论证仅靠资金无法让一项尚未成熟的技术变得可行。
  • •Black 将 Google 近期撤回的量子电路斥为纯属做戏,因为现有硬件远未达到运行该电路所需的稳定性和规模,并表示硬件进展代表着充满死胡同的广度优先搜索,而非线性进步。
  • •尽管持怀疑态度,Black 坚持比特币必须继续开发 SPHINCS 和 ML-DSA 等后量子签名方案,因为即使 CRQC 永远不会被建成,其他密码学弱点也可能出现。
量子不会夺走你的比特币:Bitcoin Magazine 印刷版撰文称量子威胁仍是 FUD

Bitcoin Magazine 最新印刷版《The Quantum Issue》刊登了 Brandon Black 的文章,他认为密码学相关量子计算机(CRQC)的威胁——即能够从公钥重建私钥并对转移他人币的比特币交易进行签名的机器——仍然属于恐惧、不确定与怀疑(FUD),而非现实危险。文章指出,没有证据表明此类机器会在十年内建成,而它究竟是否终将建成也仍是未知数。

自比特币诞生以来,各种新形式的 FUD 不断被用来预言它的消亡。尽管这些预言反复出现,比特币已成长为规模达数万亿美元的资产,并开始在全球货币秩序中占据一席之地。近几个月来,CRQC 的阴影作为这一熟悉模式的进化版本再度出现。Black 在文中写道:“这是对比特币持续增长的现实威胁吗?一句话,不是。”本文作为对整期内容的提前预览呈现。

技术现状

Black 对该领域现状的评估十分直白。他写道,迄今为止,没有任何量子计算设备完成过超出“一个早慧的 6 岁儿童”能力范围之外的计算——他将这一说法描述为经实证确认。

他承认量子计算机是了不起的技术,展现出堪比科幻小说的能力。这些设备利用了光镊、激光冷却、超导磁通量子比特、电磁阱和稀释制冷机等基础技术。在这些机器中,单个量子比特被强制进入特定的亚原子状态——不同候选技术有所不同——随后被纠缠成叠加态并被操控以表示计算,最后其亚原子属性被读取和解读。

文章指出,令人震惊的事实是,这些设备确实存在,并且可以被操控以在少量输入上产生有意义的计算。然而冷酷的现实在于规模:以某一种候选技术为例,完成一个幼儿都能完成的计算,所需的电力足以给德克萨斯州的一所高中供应空调,还需要数小时的设置时间以及更多的后处理时间。

资金投入,机器产出?

文章直接反驳了“量子计算领域的大额投资意味着即将出现突破”这一论点。资金流入某个领域与该领域现实世界的技术进步速度相关吗?Black 写道,关联不大。他实际上认为,在正确的底层技术开发出来、产品市场契合度得到确认之前,资金流入某一领域反而可能与适用技术开发的可能性呈负相关。

他以 NASA 的航天飞机项目与 SpaceX 猎鹰 9 号的对比来说明这一点。SpaceX 将(大体上)已知的科学转化为实践,以满足对可靠且低成本进入太空的可验证市场需求,直到载人任务的项目成本不到 50 亿美元。而航天飞机项目达到首次载人任务花费了约 500 亿美元。猎鹰 9 号不仅开发成本低了一个数量级,而且至今保持着完美的乘员安全记录。尽管造成差异的原因很多,但文章的结论是:无论投入多少钱,都无法让一项尚未成熟的技术变得可行。

套用到量子计算上:在大量资金砸向这一问题的情况下,以巨大成本进行技术演示是可能的。但这并不能说明更多资金是否会产生稳定的、低错误率量子比特这一圣杯——即猎鹰 9 号那样的可靠性。Black 写道,正如航天飞机项目的持续开发无论如何都不会产生猎鹰 9 号的低成本与高可靠性一样,当前的任何量子计算技术都很可能无论投入多少成本进行持续开发,都无法达到破解哪怕一对密钥所需的可靠性。

解读近期进展

文章就近期发表的领域进展提出了两点重要保留意见。

首先,其中许多进展仅仅是纯数学层面的进展。Black 引用了 Google 近期的论文,其成果被认为意义重大,以至于团队选择撤回理论量子电路,以免其被用于破坏重要密码系统。这看起来似乎是迈向未来 CRQC 的巨大进步,但实际上什么也没有改变:除非或直到量子硬件迎来它的猎鹰 9 号时刻,否则没有任何设备能接近运行该撤回电路所需的稳定性和规模。他声称,为一个可能永远不存在的设备隐藏一条电路,纯属做戏。

其次,在硬件方面,一年内会发表许多新成果和零星进展——但其中有多少与同一种量子计算候选技术相关?又有多少只是在先前结果走入死胡同后从头再来?文章认为,这些进展并不代表一条通往最终成功的线性轨道。它们代表的是对无限可能空间的广度优先搜索,量子研究人员希望在其中找到一条哪怕能前进一小段距离而不触及新死胡同的路径。

审视量子计算未来的现实,Black 将其描述为充其量是模糊不清的。确实存在有希望的技术发展——在他看来,尤其是中性原子设备领域——但要判断目前已知的技术路线中是否存在通往最终 CRQC 的路径,还是未来会出现更多重启,现在还为时过早。他写道,如果有一天我们看到同一种候选技术的多次迭代造出能力越来越强的设备,并完成早慧儿童无法完成的有意义计算,我们可以基于不同的证据重新审视这一讨论。

理论层面

文章概述了量子研究数十年来反复未能开发出 CRQC 的两种可能解释。第一种是,这只是一个困难的问题,科学与工程的持续应用终有一天会取得胜利——正如人类智慧在互联网、智能手机、社交媒体和比特币发展中所展现的那样(至于其中哪些属于积极发展,留给读者自行判断)。第二种是,开发 CRQC 或许是不可能的,或者将永远超出人类的掌握。

Black 引导读者思考 CRQC 存在意味着什么:这台机器必须在其叠加态中表示一个与待解密码问题复杂度同等规模的 possibility 场。换句话说,要破解比特币 secp256k1 曲线上椭圆曲线离散对数问题的 128 位安全性,量子叠加态必须表示一个 128 位数字的所有可能取值。在经典计算中,表示所有这些取值所需的计算机存储空间将超过人类迄今生产的总量——相差许多个数量级。

文章进一步论证,如果量子叠加态存在哪怕最轻微的粒度——即叠加态并非在所有可能取值上完美连续——那么量子计算机就永远不可能具备密码学相关性。同样如果维持叠加态所需的能量随所表示场的复杂度而扩展,那么量子计算机也永远不可能具备密码学相关性。Black 指出,当代对量子物理学的理解并不能排除这两种可能性中的任何一种。

结论:比特币不能松懈

尽管有上述种种论断,文章的结论是,比特币面向新密码算法的开发必须继续。虽然针对比特币密码学的量子攻击绝非迫在眉睫,但完全可能通过其他途径发现另一个漏洞。我们知道某些椭圆曲线已被发现存在弱点,secp256k1 也可能成为下一个。

文章提出,重新审视量子问题的既定基准因此是具体的进展,而非资金投入或孤立声明:同一候选技术需要经过反复迭代,产出能力日益增强的设备,并完成超出早慧儿童能力范围的有意义计算。与此同时,无论 CRQC 是否终将被开发出来,比特币在替代密码算法方面的工作都依然重要。

文章认为,比特币之所以能存续至今,正是因为对系统的攻击使其变得更强大,随着量子 FUD 攻击的展开,这一逻辑仍将成立。P2MR 或 P2TRv2、SHRINCS、SPHINCS、IBC、ML-DSA 以及更多后量子签名方案的开发,最终将提升比特币面对未来攻击的韧性——即使真正的 CRQC 永远不会被开发出来。

本文刊载于 Bitcoin Magazine 最新印刷版《The Quantum Issue》,在此作为对整期所探讨内容的提前预览分享。本文最初发表于 Bitcoin Magazine,作者为 Brandon Black。