為充分抵御量子計算所帶來“迫在眉睫”的威脅，比特幣或需經歷超長停機維護期
Sasha Rogelberg
2024-12-19
一些計算科學領域的專家表示，比特幣將需要對其協議進行更新，以抵御量子計算的攻擊。圖片來源：Paul Yeung/Bloomberg—Getty Images
? 肯特大學講師卡洛斯·佩雷斯-德爾加多（Carlos Perez-Delgado）認為，諸如谷歌Willow芯片等量子計算技術的突破，對當今的加密手段構成了威脅。對于比特幣而言，要保護自己未來免受攻擊，不僅需要投入大量時間，還需要付出高昂的成本。他說："如果我當前擁有一臺大型量子計算機，我基本上可以接管所有比特幣。”
一些計算科學領域的專家指出，比特幣超過10.6萬美元的創紀錄高位正受到不斷發展的量子計算的威脅，原因是量子計算可能會破壞比特幣的基礎加密體系。根據一項新研究，如果加密技術想要規避被攻擊的風險，就必須徹底革新其保護交易安全的手段，而這需要經歷耗資巨大且耗時漫長的更新過程，可能需要近一年的時間來完成。
肯特大學計算學院的一項研究計算出，如果比特幣試圖有效抵御量子計算的威脅，就需要更新協議，而這將導致加密貨幣系統離線長達76天之久。該研究計算出，更為實際的做法是，比特幣指定25%的服務器進行協議更新，同時允許用戶繼續以較慢的速度進行挖礦和交易。然而，即便采取這一折中方案，系統停機時間也將達到約305天，即整整十個月。
該研究的作者之一、肯特大學高級講師卡洛斯·佩雷斯-德爾加多表示，就比特幣系統停機時間的成本而言，很難給出一個確切的數字，但這一成本可能會高到令人咋舌。根據波耐蒙研究所（Ponemon Institute）的數據，企業因系統停機一小時所遭受的損失可能高達50萬美元。如果比特幣系統需停機76天（該研究認為是最理想的情況），那么此次更新所需花費的金額可能會達到9.12億美元。
佩雷茲-德爾加多在接受《財富》雜志采訪時表示：“讓你的技術系統宕機……即便是幾分鐘或幾個小時，其成本也會異常高昂。我們在論文中展示的是，對于比特幣或任何與比特幣類似的系統而言，更新所需的時間可能是幾天、幾周，甚至幾個月。”
但佩雷斯-德爾加多表示，鑒于新興且“迫在眉睫”的量子技術可能輕易破解保護大量在線數據的加密代碼，因此，采取行動是必不可少的，盡管該行動速度緩慢且成本高昂。谷歌公司上周宣布，其Willow芯片有望最終在5分鐘內完成當今最強大的超級計算機需要10^25年才能完成的計算任務。這項技術的威力讓一些專家感到樂觀，同時也讓另一些專家感到恐懼。
他說：“如果我現在擁有一臺大型量子計算機，我基本上可以接管所有比特幣。到明天，我就可以閱讀所有人的電子郵件，侵入所有人的電腦賬戶，這的確是不爭的事實。”
佩雷斯-德爾加多并非危言聳聽。IBM預測，我們很可能不會在本十年內擁有足以對當前加密形式構成威脅的量子計算機。在此之前，量子計算機對加密技術的威脅仍停留在理論層面。但佩雷斯-德爾加多警告說，所有技術實體都必須提前做好準備，以防量子計算機成為真正的威脅。
他說：“無可爭辯的事實是，當我們確實到達那個階段時，我們現有的證券、網絡安全系統——包括從比特幣到電子郵件的一切——都將面臨巨大的危險。”
量子計算對比特幣的威脅
量子計算對加密貨幣構成威脅的核心在于它能夠執行比經典計算多出數倍的運算。經典計算機使用二進制位，每次僅執行一個操作；而量子計算機使用的是量子比特，它可以同時代表構成二進制操作的0和1，從而使得量子計算能夠并行處理多個任務，而這在經典計算中需要逐一完成。
佩雷斯-德爾加多說，當前廣泛采用的通過公私密鑰加密來保護信息和交易安全的手段——本質上是使用一對不同的“密鑰”來鎖定和解鎖數據——無法與強大的量子計算相匹敵。相反，任何使用加密信息的技術都必須轉向“后量子”或“量子安全”加密技術。
對于谷歌這樣的中心化公司來說，這種替換可能很簡單，比如要求用戶下載新軟件，或者讓服務器暫停運行一小時或一天以安裝新加密程序補丁。但對于去中心化的加密貨幣來說，實施新加密技術絕非易事。比特幣平臺上有2.75億比特幣投資者，沒有中央機構，任何一個實體都無法進行更新。這對比特幣而言構成了一個棘手難題，原因是去中心化正是其吸引用戶的關鍵因素。
此外，更新比特幣區塊鏈的過程將涉及更新每一筆交易。加之比特幣本就因處理交易速度緩慢而飽受詬病，因此，這一加密工作的進展可能會異常緩慢，猶如蝸牛爬行一般。
佩雷茲-德爾加多并不認為他的研究預示著比特幣的“必然厄運”。加密貨幣還有其他選項可供選擇來應對重大更新，包括取消限制或加快區塊時間（即加快將交易移動或更新到區塊鏈所需的時間）。但是，就像停機以更新區塊鏈的解決方案一樣，加快區塊時間可能會以犧牲平臺處理用戶流量的能力為代價。
佩雷斯-德爾加多說：“這些副作用是值得的。”（財富中文網）
譯者：中慧言-王芳
? 肯特大學講師卡洛斯·佩雷斯-德爾加多（Carlos Perez-Delgado）認為，諸如谷歌Willow芯片等量子計算技術的突破，對當今的加密手段構成了威脅。對于比特幣而言，要保護自己未來免受攻擊，不僅需要投入大量時間，還需要付出高昂的成本。他說："如果我當前擁有一臺大型量子計算機，我基本上可以接管所有比特幣。”
一些計算科學領域的專家指出，比特幣超過10.6萬美元的創紀錄高位正受到不斷發展的量子計算的威脅，原因是量子計算可能會破壞比特幣的基礎加密體系。根據一項新研究，如果加密技術想要規避被攻擊的風險，就必須徹底革新其保護交易安全的手段，而這需要經歷耗資巨大且耗時漫長的更新過程，可能需要近一年的時間來完成。
肯特大學計算學院的一項研究計算出，如果比特幣試圖有效抵御量子計算的威脅，就需要更新協議，而這將導致加密貨幣系統離線長達76天之久。該研究計算出，更為實際的做法是，比特幣指定25%的服務器進行協議更新，同時允許用戶繼續以較慢的速度進行挖礦和交易。然而，即便采取這一折中方案，系統停機時間也將達到約305天，即整整十個月。
該研究的作者之一、肯特大學高級講師卡洛斯·佩雷斯-德爾加多表示，就比特幣系統停機時間的成本而言，很難給出一個確切的數字，但這一成本可能會高到令人咋舌。根據波耐蒙研究所（Ponemon Institute）的數據，企業因系統停機一小時所遭受的損失可能高達50萬美元。如果比特幣系統需停機76天（該研究認為是最理想的情況），那么此次更新所需花費的金額可能會達到9.12億美元。
佩雷茲-德爾加多在接受《財富》雜志采訪時表示：“讓你的技術系統宕機……即便是幾分鐘或幾個小時，其成本也會異常高昂。我們在論文中展示的是，對于比特幣或任何與比特幣類似的系統而言，更新所需的時間可能是幾天、幾周，甚至幾個月。”
但佩雷斯-德爾加多表示，鑒于新興且“迫在眉睫”的量子技術可能輕易破解保護大量在線數據的加密代碼，因此，采取行動是必不可少的，盡管該行動速度緩慢且成本高昂。谷歌公司上周宣布，其Willow芯片有望最終在5分鐘內完成當今最強大的超級計算機需要10^25年才能完成的計算任務。這項技術的威力讓一些專家感到樂觀，同時也讓另一些專家感到恐懼。
他說：“如果我現在擁有一臺大型量子計算機，我基本上可以接管所有比特幣。到明天，我就可以閱讀所有人的電子郵件，侵入所有人的電腦賬戶，這的確是不爭的事實。”
佩雷斯-德爾加多并非危言聳聽。IBM預測，我們很可能不會在本十年內擁有足以對當前加密形式構成威脅的量子計算機。在此之前，量子計算機對加密技術的威脅仍停留在理論層面。但佩雷斯-德爾加多警告說，所有技術實體都必須提前做好準備，以防量子計算機成為真正的威脅。
他說：“無可爭辯的事實是，當我們確實到達那個階段時，我們現有的證券、網絡安全系統——包括從比特幣到電子郵件的一切——都將面臨巨大的危險。”
量子計算對比特幣的威脅
量子計算對加密貨幣構成威脅的核心在于它能夠執行比經典計算多出數倍的運算。經典計算機使用二進制位，每次僅執行一個操作；而量子計算機使用的是量子比特，它可以同時代表構成二進制操作的0和1，從而使得量子計算能夠并行處理多個任務，而這在經典計算中需要逐一完成。
佩雷斯-德爾加多說，當前廣泛采用的通過公私密鑰加密來保護信息和交易安全的手段——本質上是使用一對不同的“密鑰”來鎖定和解鎖數據——無法與強大的量子計算相匹敵。相反，任何使用加密信息的技術都必須轉向“后量子”或“量子安全”加密技術。
對于谷歌這樣的中心化公司來說，這種替換可能很簡單，比如要求用戶下載新軟件，或者讓服務器暫停運行一小時或一天以安裝新加密程序補丁。但對于去中心化的加密貨幣來說，實施新加密技術絕非易事。比特幣平臺上有2.75億比特幣投資者，沒有中央機構，任何一個實體都無法進行更新。這對比特幣而言構成了一個棘手難題，原因是去中心化正是其吸引用戶的關鍵因素。
此外，更新比特幣區塊鏈的過程將涉及更新每一筆交易。加之比特幣本就因處理交易速度緩慢而飽受詬病，因此，這一加密工作的進展可能會異常緩慢，猶如蝸牛爬行一般。
佩雷茲-德爾加多并不認為他的研究預示著比特幣的“必然厄運”。加密貨幣還有其他選項可供選擇來應對重大更新，包括取消限制或加快區塊時間（即加快將交易移動或更新到區塊鏈所需的時間）。但是，就像停機以更新區塊鏈的解決方案一樣，加快區塊時間可能會以犧牲平臺處理用戶流量的能力為代價。
佩雷斯-德爾加多說：“這些副作用是值得的。”（財富中文網）
譯者：中慧言-王芳
? Advancements in quantum computing, such as Google’s Willow chip, pose a threat to today’s means of encryption, University of Kent lecturer Carlos Perez-Delgado argued. For Bitcoin, protecting itself against a future attack would be time-consuming and costly. “If I had a large quantum computer right now, I could essentially take over all the Bitcoin,” he said.
Bitcoin’s record high value of more than $106,000 is under threat by ever-evolving quantum computing that could undo its foundational encryption, some computational science experts say. If the cryptocurrency wants to avoid an attack that would overhaul its means of protecting transactions, it would need to undergo a costly—and time-consuming—update process that could take nearly a year, according to new research.
A study from the University of Kent’s School of Computing calculated that if Bitcoin were to try to effectively protect itself from the threat quantum computing poses, it would take a protocol update that would take the cryptocurrency offline for 76 days. More realistically, the study calculated, Bitcoin would instead designate 25% of its server to a protocol update and allow its users to continue to mine and trade at a slower rate. But in that scenario, the downtime would take about 305 days. That’s 10 full months.
Carlos Perez-Delgado, one of the study’s authors and senior lecturer at the University of Kent, couldn’t put a price tag on the cost of the downtime, but it could be eye-watering. Just one hour of downtime can cost a business $500,000, according to the Ponemon Institute. If Bitcoin had 76 days of downtime—what the study deemed the most optimum scenario—the update could cost $912 million.
“Bringing your technology down…can be very, very costly, even if it’s on for a few minutes or a few hours,”, Perez-Delgado told Fortune. “What we’re showing here in our paper is that for Bitcoin, or any system like Bitcoin, you take days, weeks or even months, to perform the update.”
But this slow and expensive action is necessary, given the emerging and “imminent” quantum technologies that threaten to easily unravel encryption codes that protect swaths of online data, according to Perez-Delgado. Google’s Willow chip announced last week promises to eventually complete computations in five minutes that would take the most powerful supercomputer today 10 septillion years. The power of the technology has stoked optimism in some experts, and fear in others.
“If I had a large quantum computer right now, I could essentially take over all the Bitcoin,” he said. “By tomorrow, I could be reading everybody’s email and getting into everybody’s computer accounts, and that’s just the fact.”
Perez-Delgado doesn’t mean to sound alarmist. IBM predicts we likely won’t have quantum computers big enough to threaten the current form of encryption anytime this decade, and its threat to cryptography remains hypothetical until then. But all tech entities are going to have to be proactive should it become a threat, Perez-Delgado warned.
“The indisputable fact that nobody can argue is that when we do get there, our current securities, the cybersecurity systems—which includes everything from Bitcoin to email—will be in great danger,” he said.
Quantum computing’s threat to Bitcoin
At the core of quantum computing’s threat to cryptocurrencies is its ability to perform exponentially more operations than classical computing. While classical computers use binary bits to perform actions one at a time, quantum computers use qubits, which can represent both the 0s and 1s that make up binary operations, allowing quantum computing to simultaneously perform functions classical computing would be able to fulfill only one at a time.
Today’s ubiquitous means of protecting information and transactions through public-private key encryption—essentially using a pair of different “keys” to lock and unlock data—are no match for powerful quantum computing, Perez-Delgado said. Instead, any technology using encrypted information will have to turn to “post-quantum,” or “quantum-safe,” cryptography.
For centralized companies like Google, this replacement could be as simple as asking users to download new software or to take down its server for an hour or a day to patch it with new cryptography programs. But for decentralized cryptocurrencies, implementing new encryptions is no cakewalk. With 275 million Bitcoin investors on a platform with no centralized authority, no one entity can introduce an update. It’s a quagmire for Bitcoin, which has attracted users expressly because it’s decentralized.
Moreover, the process of updating Bitcoin’s blockchain would involve updating each individual transaction. Combined with Bitcoin’s notoriety of being slow to process transactions, and you have an encryption undertaking that could move at a snail’s pace.
Perez-Delgado doesn’t see his research as “certain doom” for Bitcoin. The cryptocurrency has other options to handle a major update, including de-throttling, or speeding up, its block time, or time necessary to move or update transactions to the blockchain. But like the solution of implementing downtime to update the blockchain, speeding up the block time could come at the expense of the platform’s ability to handle user traffic.
“Those side effects are well worth the cost,” Perez-Delgado said.
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