Google 最新研究顯示,破解加密貨幣區塊鏈所依賴的加密技術,所需的量子計算資源可能遠低於過去預期。
該研究於週一發布,指出在目前對硬體能力的假設下,一台量子電腦僅需不到 50 萬個實體量子位元(qubits),即可破解保護比特幣(Bitcoin)與以太坊(Ethereum)的加密機制。量子位元是量子電腦的基本運算單位。
理論上可在 9 分鐘內破解比特幣私鑰
Google 研究人員設計了兩種量子電路,並在一種具備密碼學能力的超導量子電腦(CRQC)上進行測試,結果顯示,相較過去估計,破解 256 位元橢圓曲線離散對數問題(ECDLP-256)的所需量子位元數量降低了約 20 倍。該問題正是目前多數加密貨幣所採用的核心加密基礎。
研究指出,在理論情境下,量子電腦最快可在約 9 分鐘內破解一個比特幣私鑰,這剛好落在比特幣約 10 分鐘的出塊時間內,意味著存在進行「即時攻擊(on-spend attack)」的可能性。
所謂「即時攻擊」,是指當使用者進行交易時,其公鑰被暴露於區塊鏈上,量子電腦可在短時間內反推出對應的私鑰,進而竊取資產。
研究共同作者、以太坊研究員 Justin Drake 表示,他對於「量子臨界點(Q-Day)」在 2032 年前到來的信心已大幅提高,並認為屆時至少有 10% 的機率,量子電腦能從公開的公鑰中恢復出私鑰。
以太坊面臨「靜態攻擊」風險更高
研究同時指出,以太坊的帳戶模型在結構上更容易受到所謂「靜態攻擊(at-rest attack)」的威脅。
與比特幣需要在短時間內完成破解不同,靜態攻擊不受時間限制。當以太坊帳戶首次發送交易後,其公鑰將永久暴露在鏈上,攻擊者可以在任意時間進行私鑰推導。
研究指出,這種風險屬於「系統性且無法避免的暴露」,除非整個協議升級至後量子密碼學(Post-Quantum Cryptography, PQC),否則無法透過使用者行為加以防範。
Google 估算,若針對目前已暴露公鑰的帳戶進行攻擊,僅前 1,000 個最富有的帳戶(合計約持有 2,050 萬顆 ETH),理論上可在不到 9 天內被破解。
Google 呼籲提前部署後量子加密
Google 表示,此次研究目的在於提高業界對量子風險的認知,並提供改進區塊鏈安全性的建議。該公司建議,加密貨幣產業應儘早轉向後量子密碼學,而非等到威脅真正出現才採取行動。
同時,Google 也將自身的後量子加密轉型目標設定在 2029 年,並警告「量子時代的臨界點可能比預期更早到來」。
產業反應:以太坊積極應對,比特幣進展落後?
針對量子威脅,加密產業內部已有不同進展。以太坊基金會已於今年 2 月發布後量子升級路線圖,聯合創辦人 Vitalik Buterin 亦指出,未來需全面調整驗證者簽名、資料儲存、帳戶結構與證明機制,以應對潛在風險。
相較之下,加密創業家 Nic Carter 則批評,比特幣在量子防護上的應對屬於「同類中最落後」,並直言橢圓曲線加密正處於「接近過時」的邊緣。