量子計(jì)算成區(qū)塊鏈的達(dá)摩克利斯之劍，Hcash卻選擇裝劍入鞘

一個(gè)億億次的經(jīng)典計(jì)算需要一百年，但用一個(gè)萬(wàn)億次的量子計(jì)算可能只0.01秒的時(shí)間。打一個(gè)不恰當(dāng)?shù)谋确?，我們的有生之年，電子?jì)算機(jī)就是馬車(chē)，量子計(jì)算機(jī)就是汽車(chē)。

量子計(jì)算也正在成為顛覆經(jīng)典計(jì)算的“灰犀牛”。這只“灰犀牛”正在隨著谷歌與量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)公司D-Wave合作、阿里等巨頭著手開(kāi)發(fā)量子計(jì)算機(jī)而沖向人群，這個(gè)大概率的事件也正在給傳統(tǒng)金融安全架構(gòu)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。

無(wú)窮破解能力的量子計(jì)算正在到來(lái)，它正在成為區(qū)塊鏈的達(dá)摩克利斯之劍，但達(dá)摩克利斯之劍又在被Hcash和闊悅科技的“抗量子密碼”裝入劍鞘。

量子計(jì)算為何會(huì)成為達(dá)摩克利斯之劍

量子計(jì)算是對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算的革命，已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室初步走向商業(yè)化應(yīng)用。它與傳統(tǒng)計(jì)算的最大區(qū)別在于采用量子比特作為最小的運(yùn)算單元。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制比特，即“0”和“1”，而量子比特計(jì)算為“疊加態(tài)”。從CPU 的運(yùn)行來(lái)看，CPU一次只能處理一個(gè)計(jì)算。而量子計(jì)算速度大大提升，對(duì)1000 位的大數(shù)進(jìn)行因數(shù)分解只需要幾秒，而傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)則需要1025 年。

這種計(jì)算能力雖然正在讓互聯(lián)網(wǎng)公司們信心滿滿，意圖以此推動(dòng)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的迅速落地，但是量子計(jì)算同樣帶來(lái)了巨大威脅。區(qū)塊鏈技術(shù)就是這只灰犀牛所威脅的目標(biāo)之一。

區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種去中心化存儲(chǔ)技術(shù)，建立了去中心化數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，并保證數(shù)據(jù)的完整性以及安全性。在數(shù)據(jù)安全性方面，區(qū)塊鏈技術(shù)采用非對(duì)稱加密算法保障數(shù)據(jù)庫(kù)的可信賴性，使用戶在互聯(lián)網(wǎng)無(wú)實(shí)名制的背景下防止詐騙。

每一個(gè)區(qū)塊的數(shù)據(jù)中，都包含了所有交易的記錄以及賬戶身份信息，交易信息在區(qū)塊鏈中是公開(kāi)的，賬戶身份信息是通過(guò)非對(duì)稱加密算法加密的。但是區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)安全性基于非對(duì)稱加密算法，而當(dāng)前常用的1024位非對(duì)稱加密通過(guò)量子計(jì)算在幾秒內(nèi)即可破譯，這大大地威脅到了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)可信任性，采用區(qū)塊鏈技術(shù)的金融基礎(chǔ)架構(gòu)的安全性也因此受到影響。

抗量子密碼與量子計(jì)算“左右手”賽跑

四十年前誕生的現(xiàn)代公鑰密碼體制，無(wú)論是RSA算法，ECC橢圓曲線算法，還是DH密鑰協(xié)商算法，它們的安全根基都系在“一根繩上”—數(shù)論中的“大數(shù)素因子分解/離散對(duì)數(shù)”困難問(wèn)題之上。由于人們相信僅憑現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)（即使是比現(xiàn)有最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)還快千百萬(wàn)倍）都難以在數(shù)十年甚至上百年之內(nèi)破譯這些公鑰密碼算法，因此世人一直高枕無(wú)憂。

然而，1994年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的數(shù)學(xué)家Peter Shor發(fā)明了一種破解算法，從理論上證明了這種算法能夠在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)上面的數(shù)學(xué)困難問(wèn)題的求解，從而宣布了現(xiàn)代公鑰密碼在理論上已經(jīng)不再安全。只不過(guò)他的這個(gè)破解算法有一個(gè)前提，那就是必須使用“大規(guī)模的量子計(jì)算機(jī)”。

而這在當(dāng)時(shí)純屬天方夜譚。因?yàn)樵诙嗄昵?，造出一臺(tái)能夠達(dá)到破解現(xiàn)代公鑰密碼水平的量子計(jì)算機(jī)所面臨的困難就如同讓一名幼兒園小朋友馬上完成博士論文一樣不可思議。

但是人類(lèi)追求技術(shù)進(jìn)步的步伐有時(shí)候也超出了自身的預(yù)料。進(jìn)入本世紀(jì)之后，特別是2012年之后，設(shè)計(jì)制造量子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)接二連三取得突破。盡管現(xiàn)在人們研發(fā)量子計(jì)算機(jī)的原動(dòng)力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了破解公鑰密碼算法，而是更加急迫的希望能夠把它用于先進(jìn)材料、新藥設(shè)計(jì)、基因工程等領(lǐng)域來(lái)提升人類(lèi)社會(huì)的生活品質(zhì)，甚至探索宇宙的終極秘密，如量子場(chǎng)論等。

然而，量子計(jì)算機(jī)一旦真的制造出來(lái)，毫無(wú)疑問(wèn)將對(duì)現(xiàn)有公鑰密碼體制帶來(lái)毀滅性的打擊，如果人們不能盡快找到替代方案，別說(shuō)是金融區(qū)塊鏈，就算是當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)空間也必將蕩然無(wú)存。

達(dá)摩克利斯之劍如何才能被裝入劍鞘

為應(yīng)對(duì)量子計(jì)算帶來(lái)的潛在威脅，2015年8月美國(guó)國(guó)家安全局（NSA）曾聲稱，該局?jǐn)M準(zhǔn)備使用新的抗量子密碼體制來(lái)替換現(xiàn)有公鑰密碼系統(tǒng)，并責(zé)成美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NIST）盡快啟動(dòng)新一代“抗量子密碼標(biāo)準(zhǔn)”的制訂。NIST在日本召開(kāi)的一次國(guó)際會(huì)議上還宣布了后量子密碼制標(biāo)路線圖，擬在未來(lái)八年左右時(shí)間完成抗量子密碼標(biāo)準(zhǔn)化工作。

一句話，設(shè)計(jì)“新型抗量子公鑰密碼”的隊(duì)伍現(xiàn)在必須和那些研發(fā)量子計(jì)算機(jī)的隊(duì)伍賽跑。對(duì)于區(qū)塊鏈技術(shù)的研究者來(lái)說(shuō)也是如此。Hcash曾在中文白皮書(shū)中談到，將這種能實(shí)現(xiàn)在去中心化的分布式賬本之間的信息與價(jià)值自由流通，定義為“超級(jí)現(xiàn)金”，而Hcash則充當(dāng)了不同系統(tǒng)之間價(jià)值流通的載體。Hcash意圖建立一個(gè)新的底層技術(shù)平臺(tái)用以鏈接各種不同的區(qū)塊鏈技術(shù)，從而讓基于信任的價(jià)值在不同的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中自由流通。

民主的開(kāi)放的環(huán)境在量子計(jì)算面前顯得有些不堪一擊。不過(guò)，Hcash已經(jīng)想到了要如何應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題。Hcash技術(shù)團(tuán)隊(duì)由深耕大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及密碼學(xué)和區(qū)塊鏈領(lǐng)域多年的技術(shù)專(zhuān)家組成，為了“超級(jí)現(xiàn)金”系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與目標(biāo)達(dá)成，Hcash獲得了闊悅科技與上海交大區(qū)塊鏈聯(lián)合創(chuàng)新技術(shù)的幫助，為Hcash“超級(jí)現(xiàn)金”，提供了抗量子密碼技術(shù)支持。

這種合作不僅能夠?qū)^(qū)塊鏈數(shù)字錢(qián)包的安全保密機(jī)制運(yùn)用后量子抗性技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)更為安全的解決方案。而且量子密碼技術(shù)融入?yún)^(qū)塊鏈公司自身的技術(shù)特征中，也能后不斷提升區(qū)塊鏈的價(jià)值。

要知道，闊悅科技與上海交大還在對(duì)區(qū)塊鏈聯(lián)合創(chuàng)新中心的后量子密碼技術(shù)在后量子簽名方案、后量子密碼技術(shù)下的數(shù)字錢(qián)包保護(hù)機(jī)制、后量子環(huán)簽名方案，以及新型區(qū)塊鏈系統(tǒng)方案論證與實(shí)現(xiàn)等四個(gè)方面進(jìn)行研究。

面對(duì)“灰犀牛”的到來(lái)，Hcash早早樹(shù)立起了一張大網(wǎng)，把“灰犀?！钡娘L(fēng)險(xiǎn)包裹于無(wú)形之中，把達(dá)摩克利斯之劍輕輕裝進(jìn)劍鞘。

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