谷歌的量子突破可能比預期更早威脅比特幣安全

谷歌透露，量子計算機可能只需要比之前認爲的少20倍的資源來破解RSA加密——同樣的技術保護着加密貨幣錢包。隨着他們在2024年12月宣布的新Willow量子芯片，谷歌聲稱它可能在短短兩天內就能破解比特幣的加密。

根據谷歌的說法，他們的Willow量子處理器可以在五分鍾內解決某些問題，而傳統超級計算機大約需要10千億年。這種量子優勢引發了人們對比特幣區塊鏈完整性和安全性潛在威脅的擔憂。

谷歌研究人員警告關於加速的量子威脅時間表

"2048位RSA加密理論上可以被一個擁有100萬噪聲量子比特運行一周的量子計算機破解，"據谷歌的研究。

這家科技巨頭表示，最近的突破使量子計算更接近於成爲一種實際現實——並對比特幣的安全框架構成可信威脅。谷歌的量子研究科學家克雷格·吉德尼強調，了解量子攻擊的成本對於規劃過渡到量子安全加密系統至關重要。

Gidney在2019年的先前估計表明，分解2048-bit RSA整數需要2000萬量子比特，並大約需要八個小時。他的最新研究大幅減少了這一要求：

"我估計，2048 位 RSA 整數可以在一周內被不到一百萬個噪聲量子比特的量子計算機分解。這是我們之前估計的量子比特數量降低了 20 倍。"

雖然Gidney保證數字資產目前仍然安全，但他警告說量子計算發展的軌跡應該讓加密貨幣持有者感到擔憂。

驅動量子加速的技術進步

谷歌將這一加速歸因於算法和錯誤修正技術的突破。在算法方面，研究人員開發了計算模冪運算的方法——加密系統的數學基礎——其效率是之前的兩倍。

錯誤糾正也有了顯著改善。團隊通過引入額外的錯誤糾正層，將邏輯量子比特的空間密度提高了三倍，有效地將更多有用的量子操作壓縮到相同的物理空間中。

另一個關鍵創新是谷歌所稱的“魔法態培養”——一種提高特殊量子成分（稱爲T態）可靠性的技術。這種方法使量子計算機能夠更有效地執行復雜操作，而不浪費資源，從而減少基本量子操作所需的工作空間。

比特幣使用橢圓曲線加密 (ECC)，運作基於類似於RSA的數學原理。谷歌的研究表明，如果量子計算機能夠比之前估計的更快地破解RSA加密，那麼比特幣的安全漏洞時間表可能正在加速。

項目11啓動量子安全測試計劃

一個名爲Project 11的量子計算研究小組建立了一個價值約85,000美元的比特幣賞金，獎勵任何能夠利用量子技術破解比特幣加密簡化版本的人。該項目目前正在測試從1到25比特的密鑰——這遠小於比特幣的256比特加密——以基準量子計算能力的進展。

Project 11指出，比特幣安全性基本上依賴於橢圓曲線加密，他們認爲這最終會對運行Shor算法的量子計算機變得脆弱——Shor算法是一種專門設計用來以比已知的最佳經典算法更快的速度找到整數的素因子的量子算法。

行業爲後量子安全過渡做好準備

谷歌警告說，敵對勢力可能已經在收集加密數據，並計劃在足夠強大的量子計算機可用時進行解密——這種策略被稱爲“現在收集，之後解密”。該公司報告稱，它已經在Chrome和其內部系統中積極加密流量，並在可用時實施標準化版本的ML-KEM (後量子加密算法)。

國家標準與技術研究院(NIST)去年發布了後量子加密標準，建議在2030年後逐步淘汰易受攻擊的系統。然而，谷歌最新的研究表明，這一時間表可能需要加速。

其他主要科技公司也在大力投資於量子計算的發展。IBM與東京大學和芝加哥大學合作，計劃在2030年前推出一臺100,000量子比特的量子計算機，而Quantinuum則旨在在2029年前交付一臺完全免疫錯誤的量子計算機。