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【51CTO.com快譯】最近媒體對比特幣和加密貨幣大肆宣傳。但是真正革命性的技術是區塊鏈，加密貨幣是在這種電子架構上運行。

區塊鏈是一種去中心化記賬系統，通過共享的交易賬本來驗證記錄。網絡中的每臺計算機存放有賬本的副本；交易完成后，對照存儲在網絡上其他所有計算機上的賬本進行驗證。如果所有賬本匹配，那么該交易加密成所謂的區塊。然后新區塊添加到現有的區塊中，組成區塊鏈。

區塊鏈的潛在用途遠超出加密貨幣。它們包括保護電子健康記錄、創建智能合約和電子投票。區塊鏈甚至被譽為有望克服美國國防部（DoD）面臨的后勤挑戰――從美國國防部的角度來看，區塊鏈的一致性結構可以緩解單點故障的安全風險，并且讓大大小小的庫存供應商得以跟蹤運送的貨物。而在去年12月，特朗普總統簽署了一項法案，要求探索區塊鏈對聯邦政府帶來的潛在好處。

不過公開的秘密是，量子計算機的破解（hack）有可能讓這種技術毫無用處。

目前正在開發中的量子計算機會比現在的傳統計算機更強大，因為它們遵循量子物理學的原理。量子計算機使用由名為單光子的物理粒子組成的量子比特（即qubit），而不是使用每個比特是1或0的二進制比特系統。由于一個比特只是1或0，傳統計算機以線性方式來計算。相反，疊加和糾纏的量子物理性質意味著一個量子比特可以同時是1和0，因而計算能力大幅提高。

與此同時，量子計算機對用于保護大多數電子數據的非對稱加密系統（包括區塊鏈）構成了重大威脅。這種系統依賴數學問題，需要花費太長的時間，傳統計算機解決不了。破解這種加密的唯一方法是，對一個很大的半素數進行逆因子（reverse factor），處理成原始素數。這類計算對于傳統計算機來說花費漫長的時間，但是對大型的通用量子計算機來說可以瞬間完成，哪怕是面對區塊鏈。American Defense International的高級顧問Charles Harvey Jr.表示：“我稱量子計算機能夠破解傳統計算機加密方法的那一天是‘Q-Day’。Q-Day即將到來。”

但是如果量子計算機對現在的區塊鏈構成威脅，量子網絡安全有望是解決方案。實際上，分三個階段整合新興的量子網絡安全可以讓區塊鏈避免其他系統被新技術淘汰的同樣命運。

第一種也是最直接的解決方案是，通過添加真正的隨機數或所謂的量子密鑰（世界上最強大的加密密鑰），以此加強現有的加密算法。真正的隨機性只能在自然界中找到。量子物理學家利用量子噪聲，將其轉換成真正的隨機數。

如今量子隨機數生成器已經由銀行、政府和私有云運營商來實施。將量子密鑰添加到區塊鏈軟件以及所有數據都加密將增添額外的安全性，可以防范傳統計算機和量子計算機。

下一步是開發量子抵抗算法。美國國家標準與技術研究所隸屬美國商務部，目前在審查提交這些下一代算法的方案。正如非對稱加密使用棘手的數學問題來難倒傳統計算機那樣，量子抵抗算法將使用棘手的數學問題來難倒量子計算機。難就難在提出有用的數學問題，又實際上可以難倒量子計算機。英國的Quantum Resistant Ledger（量子抵抗賬本）項目采用了這種方法，這是由Peter Waterland博士發起的，他白天是醫學專家，晚上是量子抵抗加密貨幣的擁護者。總部位于英國的另一家公司Ubiquicoin也宣布了旨在“成為抵御量子計算網絡攻擊的第一個區塊鏈”。

第三種方法是量子網絡，使用名為量子密鑰分配的硬件技術，通過將數據編碼在一個個粒子上，將信息從一個點發送到另一個點。只要有人試圖做手腳，連接就會自動斷開。一個俄羅斯組織將這項技術用于區塊鏈，而日本大阪大學提出了一種名為qBitcoin的類似概念。

防量子區塊鏈對于美國公共部門和私營部門而言都至關重要。不過，美國目前落后于加拿大、澳大利亞、韓國和瑞士，所有這些國家都有公司企業推出了商用的量子網絡安全產品。與此同時，中國繼續在量子網絡領域處于全球領先地位。

量子計算對區塊鏈構成了嚴重的威脅，但是如果遵照分三步走的計劃：開發和實施量子密鑰、量子抵抗算法和量子網絡，可以避免區塊鏈被扔進歷史的垃圾堆，避免比特幣之類的加密貨幣在量子時代破產。 

原文標題：How Quantum Computing Threatens Blockchain，作者：Idalia Friedson

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