量子電腦幾年後能破解比特幣？

區塊鏈的概念可追溯到1990年代，電腦科學家哈柏（Stuart Haber）和史托内塔（Scott Stornetta）首次提出一個系統，利用密碼學給數據加上時間戳記。2008年 10 月，化名「中本聰」的神秘人物發表白皮書，提出「點對點電子現金系統」，成為區塊鏈的雛形。

諷刺的是，中本聰持有的比特幣（估計多達110萬枚，約值1280億美元），可能是對量子攻擊威脅首當其衝的資產，因為這些比特幣據信從2010年起就存放在一般認為風險最高的舊型錢包中。
一般來說，量子運算的目標是把傳統運算提升到全新的層次。它試圖同時處理大量變數，來解決龐大而複雜的統計問題。

一個典型的量子系統由一個笨重、外觀像冰箱的外殼組成，包覆著一組硬體裝置，在核心位置放著量子處理器，通常不比你的大拇指指甲大。量子電腦透過操縱、測量電子、光子、離子等亞原子粒子，產生量子位元（qubits），再用量子位元編碼資訊。

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由於量子位元允許這些粒子同時處於多種狀態，量子電腦能執行傳統電腦無法觸及的運算。理論上，它的應用範圍可以從解決城市交通壅塞，到發現癌症的新療法，甚至破解密碼演算法。

默克集團量子利益小組共同創辦人艾默（Thomas Ehmer）說，「這就是量子力學特性被用來完成某些任務的例子──那些任務若用其他方式來做，不是極其困難、耗時，就是根本不可能完成。」

艾默說，這對駭客而言就是「聖杯」。量子電腦可以透過「超高效能」運作，剝開構成區塊鏈加密核心的多層數字結構。

大多數加密貨幣的核心建立在一組鑰匙上，包括一把公鑰和一把私鑰，它們在數學上彼此相連。公鑰是用來加密，也就是把資料打亂以保護它不被窺探。私鑰則用於解密，把資料轉換回可讀取的格式。

可以把公鑰想像成電子郵件的地址或使用者名稱。任何人都能查看與分享，也能用它來加密數據。只有持有對應私鑰的人才能解密數據。

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加密的安全性依賴「分解大數」的難度，也就是把一個數字拆解成好幾個小質數，這些質數相乘後等於原來的大數。以現有科技而言，這是無法做到的，但一台真正成熟的量子電腦理論上可以做到，而且速度快得驚人。

艾默說，「這就像擁有超能力，可以快速開鎖，而傳統電腦就連嘗試可能要花上好幾百萬年。」

已經有很多人在嘗試破解安全密碼。中國科學家在2024年聲稱用D-Wave公司的系統破解了RSA加密（廣泛應用於網銀交易與VPN連線），但規模相對較小，未被視為重大突破。

不過恐懼已滲透到幣圈。2024年，世界最大資產管理公司貝萊德（BlackRock）準備上架比特幣ETF時，就警告過超強電腦帶來的威脅。貝萊德在給美國證券交易委員會的申請文件中寫，「量子運算可能讓比特幣網路底層的加密失效，可能危及比特幣網絡的安全」，造成投資人損失。

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這風險有多真實？大約有4分之3比特幣有多加一層加密，暫時免於迫在眉睫的風險。不過IBM Quantum Safe技術長奧斯本（Michael Osborne）說，量子電腦的威脅絕對不容輕忽。

奧斯本表示，「若不採取相對簡單的行動保護加密貨幣，現有錢包的資產可能失竊。」他認為最直接的防護措施可能是把資產從舊錢包或重複使用的地址，轉移到不會公開私鑰的新錢包，以防未來量子電腦獲得新能力，能從公鑰反推出私鑰。

隨著量子電腦未來幾年逐步發展，防護措施可能變得更難設計。駭客可能取得工具，破壞比特幣挖礦和市場的基本運作，像是重寫交易紀錄。

顧能的利坦指出，部分專家認為到了2037年，這種風險發生的機率高達50%。

利坦說，「比特幣社區的強烈共識是，現在就要準備，避免未來的浩劫，儘管有部分人士覺得威脅被過度炒作。」

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為因應量子威脅，薩爾瓦多就已經把國家比特幣儲備，從原本的一個單一地址轉移到14個不同的地址。這樣一來，即便某個地址遭到攻擊，損失風險也能降低。薩爾瓦多目前持有6286枚比特幣，規模約6.86億美元。

開發者沒有閒著，而是展開各種數位軍備競賽。

Quantinuum執行長哈茲拉（Rajeeb Hazra）說，「大家都知道壞人會試圖用量子電腦破解傳統加密，但同樣的工具也能用來打造更強的演算法。」

「這場競賽將永遠持續下去。我們在傳統世界裡已經見識過，這場戰役會隨著量子科技邁向下一個層次。」

D-Wave學者則嘗試開發能在量子電腦上運行的區塊鏈架構。D-Wave開發長蘭汀（Trevor Lanting）解釋，「比特幣網路的分散式特性，是建立在一群礦工彼此協作、各自解開一道加密難題的基礎上，這需要消耗大量傳統運算能力。」

區塊鏈依賴雜湊（hashing）這種數學函數，就像數位指紋，把輸入的東西轉換成一串字元。雜湊被用來加密交易，而「工作量證明」（proof of work）演算法則用來驗證這些交易。D-Wave的目標是用「量子工作量證明」來取代這個過程，也就是一種全新、更安全、更有效的方式來生成雜湊。

科學家在今年3月提交到研究分享平台arXiv的資料中，展示他們如何在分布於北美各地的4台D-Wave處理器上，測試一種原型區塊鏈。這個區塊鏈經過數十萬次量子雜湊運算，一直保持穩定運作。

這場競賽離結束還早得很。IBM指出，具備加密相關能力的量子電腦可能會在10年內出現。部分組織則預期區塊鏈要達到「抗量子」水準，可能需要最多12 年。

（資料來源：Barron’s、Coincentral）