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币圈V神:以太坊的未来需应对量子挑战

光子盒研究院 光子盒 2023-04-26
光子盒研究院出品

上周,以太坊的创始人Vitalik Buterin谈论了广泛用于各种加密项目的区块链的未来。Vitalik Buterin表示,以太坊区块链和加密ETH的未来是美好的,但目前仍有许多挑战需要解决[1],其中包括量子计算。



01

Vitalik Buterin和币圈神话


近几年虚拟货币的热潮席卷全球,以太坊(Ethereum)是一个开源、有智慧型合约功能的公共区块链平台,用户可通过专用加密货币——以太币(ETH),在以太坊网络上进行交易。它是目前市值第二高的加密货币,第一名是比特币(Bitcoin),两者都是基于区块链技术的而衍生的加密货币。


以太坊的创始人Vitalik Buterin(V神)被誉为加密货币圈的精神领袖:24岁时身价便超越马云(高达408亿美金),成为最年轻的加密货币亿万富翁[2]。


Vitalik Buterin在4岁时收到人生第一台电脑,接着5-6岁时便进阶到编程;6岁一家人从俄罗斯移民到加拿大,他入读了天才儿童班,被大家称为“数学天才”;19岁时入读滑铁卢大学,但8个月后毅然辍学,全心投入区块链技术研究。2014年,Buterin发起公众募资,成功募得资金并创办了以太坊区块链平台。


早前《TIME》发行首个NFT形式的完整杂志,便由Vitalik Buterin担任封面人物,在专访中谈论对加密货币的未来发展。


这次演讲是V神在9月将举行的“以太坊2.0计划”之前的预热,此次Vitalik Buterin公开了用于各种加密项目的区块链的未来。


02

“以太坊的开发人员将面对量子计算威胁”


Vitalik表示,以太坊的开发者应该准备好面对量子计算的威胁,预计量子计算的算力速度将呈指数级增长。


量子计算被认为是对当前区块链技术(包括比特币)的主要威胁,相关讨论从4年前就开始了。因为在那个时候,量子计算技术经历了重大的发展:它被证明能够在短短10分钟内计算出非常复杂的计算结果;如果使用今天的超级计算机,可能需要几千年的时间。


量子计算的计算速度将比今天的超级计算机高几百万倍,并有望在未来继续提高,使人类更容易完成工作。


问题是,量子计算机越聪明,就越能威胁到目前人类的加密安全系统,包括当前使用SHA256的比特币区块链。


2021年,Vitalik注意到量子计算的这种巨大潜力,尽管新计算机的力量现在不是威胁,但在未来将是一个巨大隐患。这是因为量子计算承诺了一个新的衍生技术世界,但同时也对传统技术构成了威胁。这正是第一台超级计算机开发时的情况。


“我们目前正在与几位人工智能研究人员合作,开发可以与量子计算的高性能竞争的新算法。这仍然是一个漫长的过程,从现在起需要10-30年之久。”Vitalik说。


03

量子真正威胁加密货币,也还需要时间


不只是V神,近年来,很多人都在担忧量子计算破解当前加密系统的风险。目前采用256位椭圆曲线加密(ECC)的比特币网络也暴露在风险中,那么多少个量子比特才能破解比特币呢?


今年1月,英国和荷兰的研究人员发表的AVS Quantum Science论文[3]表明,在1小时内破解比特币加密需要一台拥有3.17亿个量子比特的机器。即使在一天内破解加密,这个数字也只下降到1300万个量子比特。


破解比特币256椭圆曲线加密所需的物理量子比特数量,最大运行时间是固定的。量子比特数量是代码循环时间和基本物理错误率的函数。


使用表面码,代码循环时间=1μs、反应时间=10μs、物理门错误率=10-3,需要大约3.17亿个物理量子比特才能在1小时内破解加密。此外,要在一天内破解加密,需要1300万个物理量子比特。如果基础物理错误率是更乐观的10-4,在1小时内破解加密需要3300万个物理量子比特。这种巨大的物理量子比特需求意味着比特币网络将在多年内(可能超过10年)免受量子计算攻击。


今年年初,抗量子Layer 1混合区块链平台QANplatform启动了其测试网络(testnet),成为第一个兼容以太网、抗量子的区块链平台。虽然量子威胁看起来还很远,但现在是时候做好准备了。

参考链接:
[1]https://nationworldnews.com/vitalik-buterin-the-future-of-ethereum-eth-and-the-challenge-of-quantum-computing-nation-world-news/
[2]https://www.harpersbazaar.com.hk/lifestyle/vitalik-buterin
[3]https://avs.scitation.org/doi/full/10.1116/5.0073075


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