量子计算机会影响比特币挖矿吗？

近日，“谷歌自称实现量子霸权”的消息在各家媒体上刷屏。“量子霸权”又称“量子优势”，是指量子计算机相对于当前计算机具有的压倒性优势，即在未来的某个时间点，一台非常强大的量子计算机可以完成当前计算机几乎可能的任务.

谷歌研究人员在论文中表示，谷歌的处理器可以在 3 分 20 秒内完成世界排名第一的超级计算机峰会需要 1 万年才能完成的计算。

这让不少加密资产持有者担心比特币等加密资产是否还安全，会不会被量子计算机轻易破解？

结论如下：至少在现阶段，你不必担心，即使未来大规模出现通用量子计算机，比特币也不一定会被“扼杀”。

接下来说说相关原因。

比特币中使用了两种主要的加密算法：椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）和 SHA256 哈希算法。其中ECDSA主要用于私钥和公钥的生成；SHA256主要用于生成钱包地址的公钥，以及挖矿过程中的工作量证明（PoW）。

量子计算机威胁着 ECDSA 的安全。1994年，设计了专门用于分解因子的Shor算法。足够强大的量子计算机（硬件）加上 Shor 算法（软件）可以通过公钥破解私钥。

当然，量子计算机的破解过程也需要很长时间，而且量子计算机的发展并不顺利，一开始的性能也没有那么强。

即使量子计算机足够强大，也有一种方法可以保证比特币的安全：每次只使用一次性比特币地址。

这要归功于中本聪在设计比特币时并没有直接使用公钥作为比特币支付地址。SHA256加密是在比特币的公钥和对应地址之间进行的，目前还没有可以有效破解SHA256的算法。

比如大白需要给小黑转账1BTC，而大白钱包地址里有3BTC，转账时只需要用自己的私钥将自己的比特币找零地址设置为一个全新的比特币地址即可。. 这样转账的时候1BTC到小黑的地址，找零的2BTC到大白的新地址。关于比特币的变化机制和 UTXO 模型，可以阅读之前的推文《没有 UXTO，比特币可能 10 年都不会那么稳定》。

在区块链浏览器上查询这笔交易时，可以看到大白转账的地址和对应的公钥，小河的地址，新的找零地址。由于传出地址用完就被丢弃，而且里面没有比特币，所以即使看到公钥，私钥被量子计算机破解也无所谓。

至于被曝光的小黑支付地址和新的找零地址，由于量子计算机缺乏破解SHA256的有效算法，无法通过该地址破解公钥，因此是安全的。

今天的计算机符合“摩尔定律”量子计算比特币，即计算机芯片的晶体管密度每 18 个月翻一番，计算能力翻一番。然而近年来，晶体管的尺寸逐渐逼近物理极限，计算机计算能力的指数级增长放缓，摩尔定律逐渐失效。量子计算机的伟大之处在于它们以双指数速度增长，即计算能力的增长指数也是指数的。这使得传统计算机需要数万年的时间来计算，而量子计算机可以在很短的时间内完成。

但是量子计算机所做的只是缩短计算时间，计算仍然需要时间。

正如我们前面提到的，目前还没有可以有效破解SHA256的算法，所以在使用量子计算机挖比特币时，只能像其他矿机一样一个一个地找到随机数，但量子计算机速度更快。只是快。比特币有难度调整机制，可以通过调整难度来对抗来自量子计算机的算力提升，也可以通过升级SHA256算法来增加挖矿难度（比如升级到SHA384、SHA512）)。

需要注意的是，上述讨论是基于“量子计算机已经非常成熟且价格低廉”的前提。

现实情况是，量子计算机仍处于实验室阶段。谷歌研究人员还表示，谷歌的量子计算机只能进行单一的、高度技术性的计算，使用它来解决实际问题需要数年时间。到目前为止，还没有通用的量子计算机出现，也没有可靠的专用量子计算机。

法宝高一尺，路高一尺。在量子计算机发展的同时，加密算法将继续改进。

在《Get》的《卓克密码学30讲》中，著名科普作家卓克提到了针对量子计算机的第七代加密方法——量子加密。

与其他加密方法不同，量子加密不仅使用数学，还使用物理学中的量子理论。量子计算机也很可能是牢不可破的，因为如果他们这样做了量子计算比特币，那就违反了量子力学的基本原理。