谷歌新量子芯片Willow发布：对区块链及加密货币安全的潜在影响

前言：谷歌推出了量子芯片 Willow，能够在5分钟内完成当今最快的超级计算机需耗时10^25年的计算任务。尽管这项技术目前还无法破解如RSA和ECDSA等常用算法，但它为加密货币的安全体系带来了新的挑战，使得区块链向抗量子迁移的需求变得更为紧迫。AntChain OpenLabs密码专家对此进行了深入解析。

谷歌推出新量子芯片 Willow

12月10日，谷歌公司宣布其最新的量子计算芯片 Willow 正式面世。这是继2019年Sycamore芯片实现“量子霸权”后的又一次重大突破。此成果已在《Nature》期刊上发表，并受到了Elon Musk与Sam Altman等知名人士的关注与点赞，如下图所示。

图 1 [ 1 ]

图 2 [ 2 ]

Willow 芯片拥有105个量子比特，在随机电路采样基准测试中表现出色，仅用5分钟就完成了传统超级计算机需要10^25年才能完成的任务。此外，它成功地将错误率降至一个较低水平，这对于量子计算的实际应用至关重要。

对加密货币的影响

谷歌的新成就不仅促进了量子计算领域的发展，也给包括区块链在内的多个行业带来了深远影响。特别是对于使用ECDSA签名算法以及SHA-256哈希函数保护交易安全性的比特币等加密货币来说，虽然现有技术水平尚不足以直接威胁到这些系统的安全性，但随着量子计算能力的增长，未来可能会面临被破解的风险。

比特币钱包地址主要分为两类：

• 直接采用收款人ECDSA公钥的形式（支付给公钥）；

• 基于收款人ECDSA公钥哈希值的方式（支付给公钥的哈希）。后者在实际操作过程中会导致公钥暴露。

如果攻击者掌握了足够的量子资源来运行Shor算法，则可以从公开交易信息中提取出用户的私钥，从而控制其账户内的资产。

图 3 [ 5 ]

抗量子区块链

为了应对量子计算可能带来的安全威胁，研究和发展能够抵御量子攻击的后量子密码学技术变得尤为关键。AntChain OpenLabs已经在这方面取得了进展，不仅构建了完整的后量子密码解决方案，还针对特定问题提供了创新性改进方案。

此外，该团队还在富功能密码算法的后量子迁移方面有所布局，开发了一种高效的分布式密钥管理协议，以支持NIST后量子签名标准算法Dilithium的应用场景，显著提升了性能表现。

参考文献

[ 1 ] https://x.com/sundarpichai/status/1866167562373124420

[2] https://x.com/sama/status/1866210243992269271

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[ 7 ] https://github.com/openssl/openssl

[8] https://csrc.nist.gov/News/2022/pqc-candidates-to-be-standardized-and-round-4

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[ 10 ] Cozzo D, Smart N. Sharing the LUOV: threshold post-quantum signatures[C]// Proceedings of the 17th IMA Conference on Cryptography and Coding - IMACC. 2019: 128–153.

本文由 AntChain OpenLabs 撰写，同时 ZAN（X 账号@zan_team）是依托 AntChain OpenLabs 的 TrustBase 开源开放技术体系。