
Google 量子 AI 團隊於 3 月 31 日發布白皮書,指出未來的量子電腦可能只需少於 1,200 個邏輯量子位元和 9,000 萬個托弗利門(Toffoli Gate),就能破解目前保護大多數區塊鏈和加密貨幣安全的 ECDLP-256 橢圓曲線密碼協議,所需實體量子位元數較此前估算減少約 20 倍。
(來源:Google)
ECDLP-256(256 位元橢圓曲線離散對數問題)是大多數區塊鏈、加密貨幣及眾多傳統數位安全系統的核心密碼基礎。Google 最新白皮書基於 Shor 演算法實現了兩個量子電路,其資源估算結果令人警惕:
電路 A:少於 1,200 個邏輯量子位元 + 9,000 萬個托弗利門
電路 B:少於 1,450 個邏輯量子位元 + 7,000 萬個托弗利門
在符合 Google 旗艦量子處理器硬體標準的假設下,這些電路可能在幾分鐘內以少於 50 萬個實體量子位元執行完成,比過去的估算所需量子位元數減少約 20 倍。
大規模密碼學相關量子電腦(CRQC)一旦達到這一門檻,就能破解目前廣泛使用的公鑰密碼技術,直接威脅現有加密資產的安全性。 Google 指出,隨著量子運算技術加速發展,CRQC 的實現已不是遙遠的未來。
立即啟動後量子密碼(PQC)遷移評估:識別系統對 ECDLP-256 的依賴程度,制定遷移路線圖
避免暴露或重複使用錢包地址:橢圓曲線密碼在量子攻擊下存在漏洞,重複使用地址提高攻擊者的信息可見度
關注被遺棄地址的政策選項:長期不活躍地址在量子威脅下可能構成系統性風險,需提前制定政策框架
同步 2029 年遷移時間表:Google 與 Coinbase、以太坊基金會等機構已設定明確合作期限,行業需同步規劃
如何在不為惡意行為者提供攻擊指南的前提下揭露安全漏洞,是 Google 此次白皮書面臨的核心挑戰。 Google 指出,加密貨幣的情況尤為複雜——其價值不僅來自系統安全性,也來自公眾信任,而 FUD(恐懼、不確定性和懷疑)技術同樣可以對系統構成攻擊。
Google 的解決方案是採用「零知識證明」(Zero-Knowledge Proof)構造:第三方可在不獲取底層量子電路攻擊細節的情況下,獨立驗證 Google 的資源估算結論。這一方法與美國政府合作開發,目前已向 SIFMA 和 ISLA 等機構分享,並呼籲其他量子計算研究團隊採用同樣的負責任揭露框架。
ECDLP-256 是大多數區塊鏈和加密貨幣系統的核心密碼基礎,用於保護錢包私鑰、數位簽名和交易驗證。目前傳統電腦無法在合理時間內破解它,但未來足夠強大的量子電腦可能在數分鐘內完成,直接威脅現有加密資產的安全性。
PQC 是基於被認為能夠抵抗量子電腦破解的數學問題設計的密碼算法,例如格密碼學(Lattice-based Cryptography)等。相比依賴 ECDLP-256 的橢圓曲線密碼,PQC 算法在量子電腦面前不會失效,但其遷移需要行業範圍內的協調努力和充足的實施時間。
Google 根據量子硬件的發展速度和密碼系統遷移所需時間進行綜合評估,認為 2029 年是兼顧緊迫性與可行性的目標節點——既考慮到 CRQC 可能在十年內達到威脅級別,也給行業留有充足時間制定和實施 PQC 遷移方案。 Google 已與 Coinbase、以太坊基金會等機構形成合作共識。