比特币运算破解 比特币算法原理详解

一、为什么比特币的私钥无法被攻破

关于：为什么比特币的私钥无法被破解？

以下为正文：

破解比特币私钥，实际上就是要在 1到 2²⁵⁶之间找到一个数，这个数对应的钱包里面有比特币。

2²⁵⁶约等于 10⁷⁷，这是个巨大的数字，对比的话，人类可观测宇宙的基本粒子也就是在 10⁸⁰这个数量级上。

人类现有的超级计算机，前 500强加起来的算力，大约是每秒进行 10¹⁸次浮点运算，有兴趣的人可以算一算，就算每次浮点运算能完成一次破解比特币的尝试，那完成破解需要多少时间。简单说，一年约有 3.1536× 10⁷秒，按上文的假设，破解一个比特币需要的时间在 10⁵¹年这个数量级上。

实际上要花的时间比这多的多，比特币网络计算的是哈希值，现在比特币全网每秒可以做约 1.51× 10¹⁸次哈希运算，这差不多相当于每秒做 1.91× 10²²次浮点运算，这远超过现有的超级计算机的算力（换句话说就是超级计算机没法对比特币网络进行攻击，能力差距太大，这和比特币网络解决的是一个专门问题，超级计算机要解决的是各种不同问题有关系）。

无论如何，我觉得超过 10⁴年（也就是一万年）的时间对我们的意义都不大了，甚至超过 10²年（也就是一百年）的时间对我们都没有多大意义。想想，要花那么多年，只是破解一个钱包的私钥，还不知道这钱包里有多少比特币，这事情实在没有做的意义，就算是知道某个钱包里有很多比特币，投入产出也不可能合算。

这些年间，被盗的比特币都是从人类这边搞的，都是什么从持币人手里盗取了私钥之类的事情，直接攻击比特币网络尝试破解私钥的，闻所未闻，未来估计也不可能有了。

有些人担心量子计算机，首先，量子计算机现在还是早期，解决的都是特定问题，没有针对处理比特币网络的问题，其次，量子计算机的算力现在还是比较低的，远远威胁不到比特币网络，第三，就算量子计算机将来发展起来了，比特币网络也会一并演进的，到时肯定会有针对性的升级。总之，量子计算机并不是比特币的一个威胁。

以下为该文的参考文献；

How Hard Is It to Brute Force a Bitcoin Private Key?

超级计算机 500强

PetaFLOPS and how it relates to Bitcoin

Bitcoin Total Hash Rate（比特币全网算力）

Observable universe（可观测宇宙）

二、用量子计算机破解比特币算法需要多长时间

破解比特币区块链算法需要多长时间？苏塞克斯大学的研究团队评估认为，拥有 3.17亿个量子比特的量子计算机可以在 1个多小时内突破比特币的加密；拥有 19亿个量子比特的量子计算机可以在 10分钟内破解加密。

所有的比特币交易在添加到区块链之前都需要由加密货币矿工网络进行验证。这个验证系统告诉系统谁拥有账本中的什么金额。在验证过程中，交易被赋予了一个带有加密密钥的指定。如果一个人或团体破解了这个密码，它将允许访问和拥有比特币集群。

不过现阶段最强大的量子计算机是拥有 127个量子比特（qubits）的 IBM超级计算机，是破解比特币代码的最佳设备。Webber表示在量子计算机取得巨大突破之前，想要破解比特币的算法是不太可能的。而想要发明这种高性能的量子计算机，至少还需要 10年以上时间。

但 Webber和他的同事仍然对比特币的未来表示担忧。他说道：“我们需要改变我们的加密技术，因为在未来，它们并不安全”。

三、为什么说比特币是不能破解的,用量子计算机也不行

因为加密远比解密代价小

假设以数字+大小写字母（共62种字符）设置密码，某超级计算机1秒能暴力尝试10亿个密码，那么：

破解5位密码需要1秒（62^5=9.2亿），

破解6位密码需要62秒，

破解7位需要1小时，

破解8位需要2.5天，

破解9位需要半年，

破解12位需要10万年（超过人类文明史），

破解15位需要243亿年（超过宇宙年龄）。

15位密码不过比5位密码多输入几位，耗时几秒，却导致解密代价高到了几乎不可能的程度。

量子计算机即使带来一亿倍的破解速度提升，那也不过是抵消了比特币256位私钥长度中的27位而已（2^27=1.3亿）。就算外星人出现，连续发生了数次一亿倍破解速度提升（每次抵消27位私钥长度），比特币也只要简单地把私钥长度升级到512位即可。

四、比特币有没有可能被破解

比特币的破解是有可能但几乎不可能的，仅仅存在理论可能。

从背景和基本原理上来讲，比特币账户购物城是通过秘钥-公钥-地址的结构形式来构成的，可以大致理解成钥匙-箱子-箱子编号的基本模式，比特币的破解实际上就是从箱子编号或者从箱子入手破解到钥匙。

破解比特币的攻击手段一般意义上只有两种，一种是通过字典的方式进行攻击，也就是通过脑钱包直接破解。这种破解方式并非直接破解比特币持有者的比特币秘钥，而是去破解比特币持有者为记忆比特币秘钥而新设置的便捷密码，也就是脑钱包。如果是这种方式的话，首先需要比特币持有者通过脑账户设置一个新密码，同时需要对包含别的比特币持有者的个人生活信息十分了解才能破解。如果比特币持有者不设置脑账户的话，那么就无法通过这个方式进行破解。

其次是通过暴力破解的手段进行破解，也就是通过枚举法列举出所有可能的数字字母与符号的排列组合。以这些全部的组合一一进行尝试破解。但通过这种方式破解出比特币秘钥的可能性就更低了，因为比特币的秘钥是由256位二进制数字组成的。这是一个非常大的数字，使用十进制进行表示大约是十的77次方。目前市面上绝大多数的电脑算力是无法完成这个计算过程的，即便完成也需要花费几千年甚至上万年的时间。只有科研机构与高校内的部分量子计算机才可能实现这一目标。

五、比特币如何算出来的

从比特币的本质说起，比特币的本质其实就是一堆复杂算法所生成的特解。特解是指方程组所能得到有限个解中的一组。而每一个特解都能解开方程并且是唯一的。

以钞票来比喻的话，比特币就是钞票的冠字号码，知道了某张钞票上的冠字号码，就拥有了这张钞票。而挖矿的过程就是通过庞大的计算量不断的去寻求这个方程组的特解，这个方程组被设计成了只有 2100万个特解，所以比特币的上限就是 2100万个。

要挖掘比特币可以下载专用的比特币运算工具，然后注册各种合作网站，把注册来的用户名和密码填入计算程序中，再点击运算就正式开始。完成Bitcoin客户端安装后，可以直接获得一个Bitcoin地址，当别人付钱的时候，只需要自己把地址贴给别人，就能通过同样的客户端进行付款。

在安装好比特币客户端后，它将会分配一个私钥和一个公钥。需要备份你包含私钥的钱包数据，才能保证财产不丢失。如果不幸完全格式化硬盘，个人的比特币将会完全丢失。

钱包

比特币钱包使用户可以检查、存储、花费其持有的比特币，其形式多种多样，功能可繁可简，它可以是遵守比特币协议运行的各种工具，如电脑客户端、手机客户端、网站服务、专用设备；

也可以只是存储著比特币私密密钥的介质，如一张纸、一段暗号、一个快闪U盘、一个文本文档，因为只要掌握比特币的私密密钥，就可以处置其对应地址中包含的比特币。比特币无法存入一般的银行账户，交易只能在比特币网络上进行，使用前需下载客户端或接入线上网络。