量子電腦殺到？區塊鏈靠零知識證明迎戰

不要害怕量子電腦

區塊鏈技術在量子抗性安全方面有著明確的發展路徑。量子計算挑戰著加密技術，但零知識證明提供了一個解決方案。

量子計算的威脅與機遇

谷歌的量子芯片Willow的出現為技術行業帶來了極好的機遇，但同時也是一個嚴重的威脅。幾乎所有使用加密技術的應用，從身份認證服務到在線支付，都可能在量子電腦的到來下崩潰。不過，我並不害怕，你也不應該害怕。

量子計算利用量子物理來更快地解決特定問題。谷歌的Willow在這方面取得了重大突破。Willow能在幾分鐘內完成今天的計算機需要幾乎永恆的時間才能完成的操作。這一發展可能對任何使用加密技術的平台或服務構成挑戰，包括區塊鏈技術，因為量子計算機將更接近於破解傳統超級計算機無法攻克的加密算法。

如預期般，許多討論集中在對加密貨幣的潛在風險上。儘管量子計算可能廣泛影響我們的所有技術，但它對這個建立在加密基礎上的領域的挑戰卻是令人興奮的。

加密建構塊

區塊鏈使用加密建構塊，如橢圓曲線加密（ECC），來保護交易、錢包和私鑰。這一系統是為傳統計算機設計的，但擁有足夠量子位（qubits）的量子計算機將能夠通過解決其底層數學問題來攻破ECC。我們擔心有一天，擁有足夠先進量子計算機的攻擊者可以破壞私鑰、竊取資金、偽造交易並破壞區塊鏈的完整性。

目前已有一個不錯的解決方案：一種先進的加密技術，被稱為零知識（ZK）證明，這是21世紀最令人興奮的數學技術之一。ZK證明已在區塊鏈項目中應用，以幫助加快和降低交易成本，並增強用戶的隱私保護。

在區塊鏈界，人人都聽過ZK證明，因為它們能讓你在以太坊上將數十萬筆交易壓縮到原本只需一筆交易的空間中。然而，區塊鏈中的人很少知道某些ZK證明具有一個額外的功能，這可能成為區塊鏈的救命稻草。當今最突出的ZK證明本身就是後量子安全的，這意味著量子計算機無法破解它們。

量子計算的誇張觀念

人們普遍認為，當第一台量子計算機接通時，其擁有者將擁有宇宙中每個代碼和密碼的主密鑰。這是一種誇張，但你能理解其意義。

這也忽視了重點。不久前，通過操控儀表板下幾根暴露的電線，竊取一輛汽車是相對容易的。點火系統是機械的，而在沒有鑰匙的情況下啟動汽車可以繞過點火開關。電子點火、移動鎖和一鍵啟動等功能使汽車變得更智能，也更安全。

今天的鎖和鑰匙已經不同。事實上，所有的安全系統都不同。未來的安全系統將與今天的很不一樣。

在我們感興趣的加密領域，經過多年的實踐，我們有潛力做好準備，直面量子計算的挑戰和機遇。

為什麼ZK數學適合量子計算？

這並不像你想象的那樣難以理解。當今流行的加密方案，如RSA或各種基於橢圓曲線的加密，已不再安全，面對量子對手則更是如此。但STARKs則不同，它僅依賴於一種“更薄”或更基本的加密原理：哈希函數。這些函數應該能抵禦量子計算機的攻擊。

這不是“更好”的加密，而是一種不同類型的加密。可以這樣想：今天的密碼就像藏在你見過的最大稻草堆中的針。你不知道我的密碼，因為你和你的計算機無法穿透這堆稻草。想像量子計算機就像一個超級磁鐵，能瞬間找到那根針。

然而，有些加密是根本不同的。你不是在稻草堆中找針，而是在一堆巨大的稻草中尋找特定的稻草。沒有磁鐵會幫助你，沒有量子計算機能找到它。即使你得到了一個更大或更好的磁鐵，也無濟於事。即使你建造了一個更強大的量子計算機，結果也不會改變。

以上所有因素讓我夜裡安心，因為我們有一條通路。面對量子計算，我們不需要完全成熟的解決方案，也不需要量子安全鏈，但我們需要解決方案的路徑，以及可以轉化為實際解決方案的核心技術。基於STARKs的無許可L2 Starknet明天準備好迎接量子計算了嗎？不，驅動系統的證明是後量子安全的，並且有明確的路徑來進行必要的變更。與區塊鏈空間的任何事情一樣，我期待著關於後量子挑戰的討論不斷增加，替代方案越多越好。

意識到ZK技術為解決量子計算的挑戰提供了解決方案，並不僅僅意味著區塊鏈“得救”免於被攻擊。這對於所有因為理想的美而來到加密領域的人來說，意義更為深遠。這一願景是，加密技術可以成為真理和完整性的來源，幫助解決人類當前最重大的挑戰。它再次應運而生。

在這篇文章中，Eli Ben-Sasson介紹了量子計算對於區塊鏈技術的潛在影響，並提出了零知識證明作為應對這一挑戰的一種可行解決方案。這不僅僅是對當前技術的反思，更是對未來安全系統的憧憬。隨著技術的進步，我們需要不斷更新我們的安全策略，以確保在新的技術環境中，區塊鏈能夠保持其獨特的價值和功能。這樣的探索不僅是技術的需求，更是對未來數字世界的責任感。

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