运维：量子计算，加密货币敏捷性和未来准备

在过去的几十年中，我们看到了计算速度和功能上几乎不可思议的进步。今天的手表比我父母在1984年买给我的第一台Macintosh电脑功能更强大（我很幸运）。如今，最薄弱的笔记本电脑比我在大学学习期间编写的计算机功能更强大。您还记得拥有64 KB RAM的计算机的时代吗？现在，我们以千兆字节为单位，很快就会以兆字节为单位。

是的，我知道我已经老了（但至少我不记得打孔卡和真空管），但这并不是重点。关键是要了解所有这些计算能力的飞速发展是从哪里来的。

答案是摩尔定律（陈述说芯片上的晶体管数量每两年翻一番，尽管现​​在已经减慢了），再加上芯片制造商的许多体系结构改进和优化措施。尽管如此，当今我们功能最强大的计算机工作的基本方式与1970年代和1980年代相同。因此，尽管改进是快速而令人印象深刻的，但是它们都处于同一领域。

进入量子计算

量子计算是一种完全不同的球类游戏。量子计算机的工作原理截然不同，即使摩尔定律继续存在，量子计算机也可以解决传统计算机数百年来无法解决的问题。换句话说，量子计算机不遵循经典计算的相同规则，而是处于同一个联盟中。这并不意味着量子计算机可以解决所有计算难题。但是，量子计算机能够实现非凡的加速性能存在一些问题。

其中一些问题与许多现代密码学密切相关，其中包括位于RSA密码系统核心的数字分解问题，以及位于Diffie-Hellman，ECDSA，EdDSA和其他密码系统核心的离散日志问题。 （用于加密货币和区块链）。

尽管您可能已经读过什么，但仍然没有答案的最大问题是，是否会建造这样的量子计算机。我想强调的是，这仍然是一个“如果”而不是“何时”。小型量子计算机已经建成的事实并不意味着将建立具有打破密码技术所需规模和精度的量子计算机。需要克服的问题是相当大的。我并不是说我认为他们不会成功；我只是说这不是确定的。

下一个大问题是：什么时候会制造出这种足以破坏RSA或ECDSA的强大计算机？或许更有意义-我们何时必须开始担心这种可能性？我个人认为距此还有很多年（我会说至少十年，但我认为至少会更像二十年）。

Google和Quantum Supremacy

最近，谷歌的科学家赞扬了他们认为是量子至高无上的第一个证明。众所周知，这意味着量子计算机现在已经比经典计算机更快。如果是这种情况，那么与我上面预测的时间跨度相比，现代加密货币技术可能很快就会被破坏。

但是，需要结合上下文理解Google科学家的这一主张。 “量子至高无上”是学术界使用的技术术语，是指量子计算机何时可以比经典计算机更快地完成一件事。但是，这并不是我们听到“至高无上”的想法，也与密码术和其他应用程序领域无关。特别是，我们真正感兴趣的是，量子计算机何时能够比传统计算机更快地解决难题，重要问题，以及量子计算机何时能够打破密码学。

甚至没有证明量子至上主义是否完全明确（​​请参阅IBM的回应）。但是，无论如何，这种量子计算对密码学，区块链和加密货币都没有任何影响。

对加密货币敏捷性的需求

那么，这对于我们作为社区的具体意义是什么？首先，我们应该放心，密码世界已经为任何可能的情况做好了准备。尤其是，我们已经为量子后安全公钥加密货币和数字签名方案提供了很好的候选人，并且NIST现在正在致力于标准化。因此，如果威胁我们密码基础设施的后量子计算机变得接近现实，我们将不会感到惊讶和准备不足。

但是，这并不意味着我们实际使用的产品和软件已为后量子时代做好了准备，而这通常是一个非常棘手的问题。这个问题的解决方案称为加密货币敏捷性，它与在现有部署的系统中替换加密货币系统的难易程度有关。

价值主张

加密货币敏捷性有两个主要方面。第一个是更改代码以将一个密码系统替换为另一个密码系统的容易程度。代码中对密码系统特定结构的依赖越多，替换的难度就越大。第二个问题是如何在保持向后兼容性的同时进行此更改，而又不会引入新旧版本同时运行时可能发生的新漏洞。

这些是（安全）软件工程方面的考虑，并且没有一般的正确答案。但是，问您的软件团队换掉他们的加密货币将花费多少是非常重要的第一步。

变得更加敏捷的敏捷性的好处是，即使量子计算对密码学的威胁永远不会发生，这仍然是一项不错的投资。密码系统，密钥大小，操作模式等会随着时间而变化。这是生活中的事实，不会改变。更高的加密货币敏捷性将使您能够更快地响应此类变化，并在引入新的加密货币技术时领先于市场（无论是用于传统安全系统还是用于加密货币和区块链）。那总是一件好事

这是Yehuda Lindell教授的文章。所表达的观点是他自己的观点，不一定反映比特币杂志或BTC Inc.的观点。