摩尔定律（Moore’s Law）一句话定义：
“集成电路上可容纳的晶体管数量，每隔 18–24 个月翻倍，性能也随之翻倍，成本保持不变或下降。”
—— 英特尔联合创始人 戈登·摩尔（Gordon Moore） 于 1965 年提出。
—— 英特尔联合创始人 戈登·摩尔（Gordon Moore） 于 1965 年提出。
一、摩尔定律的核心公式
晶体管数量 ≈ 2^(t / 1.5)
t = 时间（年）
每 1.5 年翻倍 → 每 10 年增长 100 倍|
年份
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晶体管数量（示例）
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芯片
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1971
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2,300
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Intel 4004
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2000
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4,200 万
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Pentium 4
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2010
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11 亿
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Intel Core i7
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2020
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500 亿
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Apple M1 Ultra
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2025
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预计 2–3 万亿
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2nm 制程
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二、摩尔定律如何影响密码学？（双刃剑）
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影响方向
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具体表现
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实际后果
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|---|---|---|
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攻击者获利
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算力指数增长
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暴力破解更快
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防御者升级
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密钥长度必须增长
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算法需“量子抗性”
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经济激励
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挖矿/破解成本下降
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51% 攻击风险上升
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三、密码学中的关键影响案例1. 对称加密（AES）
- AES-128 在 2000 年需 2¹²⁸ 次操作 ≈ 宇宙年龄
- 2030 年若摩尔定律延续，算力增 2¹⁰ = 1024 倍
→ 暴力破解时间缩短 1000 倍 - 应对：升级到 AES-256（2²⁵⁶）
2. 非对称加密（RSA）
- RSA-1024 在 1999 年安全
- 2020 年已可被 国家级别算力 破解（约 2⁸⁰ 操作）
- 摩尔定律 → 每 18 个月破解成本减半
→ RSA-2048 预计 2030–2035 年不安全
3. 哈希函数（SHA-1 → SHA-256）
- SHA-1 碰撞攻击：理论 2⁸⁰ → 2017 年 Google 实际攻破
- 摩尔定律加速了 生日攻击 的可行性
4. 区块链与 PoW
- 比特币挖矿难度随算力增长而自动调整
- 但 51% 攻击成本 随摩尔定律 指数下降
→ 小链（如 ETC）曾被攻击
四、量子计算：摩尔定律的“终结者”？
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传统摩尔定律
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量子计算（潜在）
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指数增长（2ⁿ）
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超多项式（Shor 算法破解 RSA）
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影响：密钥变长
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影响：整个公钥体系崩溃
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Shor 算法：用 4000 个稳定量子比特可在几小时内破解 RSA-2048
当前（2025）：IBM 433 量子比特 → 还差 10 倍
当前（2025）：IBM 433 量子比特 → 还差 10 倍
五、密码学应对策略（抗摩尔定律）
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策略
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工具
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状态（2025）
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增大密钥
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RSA-3072 / ECC-521
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过渡方案
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后量子密码（PQC）
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NIST 标准：Kyber, Dilithium
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2024 年标准化
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多重签名 + 哈希迭代
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BIP-340 Schnorr
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比特币已用
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零知识证明
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zk-SNARKs
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以太坊 Rollup
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六、未来预测（基于摩尔定律放缓）
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年份
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预测
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2025–2030
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2nm → 1.4nm，摩尔定律放缓（每 3 年翻倍）
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2030+
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光刻极限 → 3D 堆叠、碳纳米管、新架构
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密码学建议
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立即迁移至 PQC + 混合加密
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摩尔定律是密码学的“时钟”：它每滴答一次，攻击者就靠近一步，防御者必须跑得更快。
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