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在這篇文章之後,你將不再被有關量子計算機對比特幣的危險的恐嚇和誇大所迷惑,深入且全面的技術解釋
作者:伊利·納加爾 — Braiins 執行長 翻譯:自行調整
2026年4月11日
我寫這篇文章是因為我想更好地理解這個議題。然後,它轉變成一份關於量子電腦如何破解比特幣的全面技術報告,以及提出的解決方案,以及一個名為QSB的新方案如何不需要對比特幣協議網路進行任何升級。
第一部分:比特幣的加密基礎:
在深入了解量子威脅之前,我意識到我首先需要理解比特幣的運作原理。比特幣依賴多種數學工具來保護你的比特幣和Satoshi。讓我們逐一介紹。
- 公鑰、私鑰與地址:
*私鑰 (PRIVATE KEY):
一個隨機生成的秘密數字。可以把它想像成你的比特幣錢包密碼。它是256位數,從約10⁷⁷個可能性中選擇 (比宇宙中所有原子數還多)。如果有人知道你的私鑰,他就可以竊取你的比特幣。
*公鑰 (PUBLIC KEY):
從私鑰經數學運算推導出來的數字,使用一個稱為橢圓曲線乘法的單向函數 (記住這個)。你可以自由分享你的公鑰;沒有人能用現有的設備逆向工程出私鑰——至少目前還不行。比特幣使用一個特定的橢圓曲線,稱為 secp256k1。
*比特幣地址 (BITCOIN ADDRESS):
公鑰的縮短且經過哈希處理的版本。當有人向你發送比特幣時,他會發送到你的地址。重要的是:地址將實際的公鑰隱藏在兩層哈希((SHA-256 + RIPEMD-160))之後,增加一層保護。
*如何簽署交易:
當你發送比特幣時,你需要創建一個交易,並證明你擁有這些幣。這是通過使用 ECDSA(橢圓曲線數字簽名算法)產生數字簽名來完成的。
* ECDSA (橢圓曲線數字簽名算法):— 一個數學運算,接受你的私鑰和交易資料,產生一個簽名。任何人都可以用你的公鑰驗證這個簽名,但沒有人能在沒有私鑰的情況下偽造。比特幣使用 secp256k1 橢圓曲線的 ECDSA。
*數字簽名:— 一對數字 (稱為 r 和 s),數學上證明:「擁有相應私鑰的人可以授權此特定交易。」任何對交易的更改 (甚至一個字節)都會使簽名失效。
*挖礦如何使用 SHA-256
SHA-256 (安全哈希算法,256位)— 一個哈希函數。它將任何資料(字、文件、整本書)輸入,產生一個固定長度的256位「指紋」。相同輸入永遠產生相同輸出,但即使微小的變化也會產生截然不同的輸出。最重要的是:無法逆向計算出原始資料。
比特幣礦工反覆將區塊資料用 SHA-256 哈希,嘗試在哈希結果中找到前置零的數量,這就是「工作量證明」(Proof of work),用來保障網路安全。所需的前置零越多,難度越高。
第二部分:量子電腦的威脅:
這讓我開始感到興奮。經典電腦將資訊存為比特 (bits),每個比特要么是0,要么是1。而量子電腦則使用量子比特 (qubits),它們可以處於「疊加」(superposition),同時代表0和1。這個特性,加上量子糾纏 (entanglement)——量子比特之間的非經典連結——使得量子電腦能以指數級速度解決某些數學問題。
當你測量一個量子比特時,它的疊加狀態崩潰,結果是0或1。但在測量之前,量子算法可以同時處理所有可能的狀態。
我在研究中反覆遇到的一點是:量子電腦並不是「更快的電腦」。它們是專用工具,利用量子物理來解決特定的數學問題。不幸的是,這兩個問題與比特幣直接相關。
*Shor算法:因子分解器:
Shor算法——由數學家彼得·肖爾於1994年提出,能用量子電腦高效解決離散對數和整數分解問題。這兩個數學問題是現代大多數加密技術的基礎,包括比特幣的 ECDSA 簽名。在經典電腦上,解這些問題可能需要數十億年。而在足夠強大的量子電腦上,可能只需幾個小時。(