量子计算机或威胁所有2100万枚比特币安全_新闻

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量子计算机或威胁所有2100万枚比特币安全

2026-03-11 22:20:00

人们普遍认为，未来仅有约25%至30%的比特币可能面临量子计算机的攻击风险。例如，Project 11的比特币风险清单目前列出了6,887,180枚、价值超过4500亿美元的比特币被视为“面临风险”。此清单将“面临风险”定义为存储在公钥已暴露地址中的比特币。其中，大约300万至400万枚被认为已经丢失，且无法升级为量子安全。

但这并非事情的全貌。事实上，如果不采取任何措施过渡到后量子安全，理论上，一旦被花费，除了那些已丢失的、存放在量子安全地址中的币外，所有2100万枚比特币都可能被足够先进的量子计算机破解。只是，那些存放在旧式地址类型中的、占比约四分之一的比特币最容易受到攻击，并将首先被盗。如果需要攻击中本聪的比特币（其公钥在过去15年一直暴露），量子计算机可能需要耗费数月时间进行运算。

然而，其余的比特币供应仍将容易受到更复杂攻击者的威胁。这是因为，当你花费比特币时，公钥会在交易被打包确认前，于内存池中暴露。通常，这段时间持续10分钟到60分钟，具体取决于网络使用情况，这为攻击提供了一个短暂的时间窗口。随着量子计算机规模扩大，人们相信它们终有一天能够执行“即时攻击”。

BIP-360无法防止短时暴露攻击

最近更新的BIP-360提案明确概述了这种危险。该提案创建了一种名为“支付至默克尔根”的新地址类型，应能使相当一部分面临风险的比特币被转移到具有量子弹性的地址。

然而，该提案特别警告，P2MR输出仅能抵抗针对椭圆曲线密码学的长时暴露攻击；即，针对公钥暴露时间超过花费交易确认所需时间的攻击。

BIP-360的合著者Ethan Heilman向杂志指出，长时暴露攻击是需要首先应对的重大威胁：

对于短时暴露攻击，攻击者只有在输出被花费后才能得知公钥。这意味着攻击者需要与诚实交易被矿工确认的速度竞赛，抢在之前破解公钥并进行双花攻击。

很可能，首批对比特币构成威胁的量子计算机需要极长时间来破解一个公钥。想象一下，你有一台需要6个月才能破解公钥的量子计算机。进行短时暴露攻击是没有意义的。然而，攻击一个公钥已暴露的输出中存储的大量比特币则是有意义的。

对比特币的短时量子攻击是否可能？

短时攻击在理论上是可能的，但没有人确切知道，需要多少年后，一台密码学意义上相关的量子计算机才能拥有足够多、运行足够快的物理量子比特，以利用那个短暂的时间窗口。

上周，首个拥有100万个物理量子比特的量子计算机设施在芝加哥开始建设，目标是在2027年完成。PsiQuantum从贝莱德旗下基金筹集了10亿美元，这表明投资者确信该技术已接近成熟，值得投入巨资。

过去几年，破解加密所需的物理量子比特预估数量急剧下降。今年2月，一篇名为“顶峰架构”的预印本科学论文提出，使用不到10万个物理量子比特即可在大约一个月内破解2048位RSA加密，若使用47.1万个量子比特则可在一天内完成。

RSA加密的安全性依赖于大数质因数分解的难度，而比特币的椭圆曲线密码学则不同，因此这项研究并非精确指南，但一些人认为ECC甚至更容易破解。量子计算专家Scott Aaronson教授指出，RSA加密使用2048位密钥，而比特币的ECC使用256位密钥，这使得它更容易被破解，因为肖尔算法主要只关心密钥大小。

用量子计算机破解比特币需要多长时间？

根据德勤合伙人Marc Verdonk的研究报告《量子计算机与比特币区块链》的表述：当前的科学预测估计，量子计算机需要大约8小时来破解一个RSA密钥，一些具体计算预测比特币签名可能在30分钟内被黑客攻击。

Verdonk表示，这仍能提供针对短时攻击的保护，但他警告该领域仍处于起步阶段。“目前尚不清楚这样的量子计算机未来会变得多快。如果量子计算机从公钥推导私钥的时间接近10分钟，那么比特币区块链将从根本上被攻破。”

也有尖锐的批评者认为，量子计算机永远无法变得足够经济实惠和快速，以至于对大多数风险地址进行长时攻击都变得可行。

CoinShares的Christopher Bendiksen最近发布了一份报告，认为实际上只有大约10,200枚比特币可能被盗。他声称，大部分早期矿工的币存放在32,607个独立地址中，即使在量子计算技术发展最离谱的乐观情景下，也需要“数千年才能解锁”。

Bendiksen断言，要在一天内破解比特币，需要一台拥有1300万个物理量子比特的量子计算机；要在一小时内完成，则需要一台比谷歌“柳树”的105个量子比特强300万倍的量子计算机。

这一论断基于2022年的研究，这似乎确实是专门针对破解比特币的最新研究。然而，上个月关于用10万个量子比特破解RSA的估计值大幅降低，表明这项研究可能已经过时。2022年的论文本身也指出，RSA-2048的难度与比特币的EC加密相当。

量子计算机的类型很重要

以太坊研究员Justin Drake在Unchained节目中被问及Bendiksen的报告，虽然他未读过报告，但对其时间框架提出了异议。

Drake指出，破解私钥所需的时间将取决于不同类型量子比特的研究进展。谷歌正在研究超导量子比特，而像PsiQuantum这样的公司则在光子中编码量子比特，以实现快速的门操作。这两种类型的量子比特都非常快。其他关于囚禁离子和中性原子的研究则优先考虑相干性而非速度。

Drake指出：“有不同的量子计算模式。有快速的计算机，如超导和光子学，还有慢速的，如囚禁离子和中性原子。如果你有快速的那种，例如谷歌正在研究的超导材料，那么破解一个密钥的时间估计在分钟量级，大约十分钟。”

为何短时攻击可能根本不值得

Edwards表示，虽然短时攻击在理论上是可能的，但在针对比特币的首批长时攻击导致价格暴跌后，其经济性可能就不成立了。

“显然，这在现实中不会发生，因为一旦具备这种能力，可能就没人会持有比特币了，或者其价值将接近于零，所以没人会费这个劲。这就是为什么我们必须解决这个问题，对吧？如果我们希望这个网络繁荣发展并达到更高水平，就像我们都希望看到的那样，那么我们就需要升级网络。不作为根本不是一个选项。”

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