量子计算机对加密货币的潜在威胁
尽管量子计算机尚未对加密货币构成迫在眉睫的直接威胁,但开发者正在积极推进各种防御策略以应对新兴威胁。本周,在评估比特币核心加密技术抵御潜在量子攻击能力的新研究发布后,相关工作的推进势头显著增强。
量子风险范围与技术漏洞
谷歌近期的一项研究表明,若具备足够算力,量子计算机最快可在九分钟内破解保护比特币网络的核心加密技术,这一时间比确认新区块所需的时间更短。有预测甚至认为,这种能力可能在2029年之前成为现实,这凸显了采取先发制人措施的紧迫性。
目前,约650万比特币存放在若高性能量子计算机出现便可能直接受攻击的地址中。这些资产包括比特币神秘创始人中本聪所持有的部分。加密保护的潜在失效被视为对比特币系统的根本性挑战,该系统一直依赖于“代码可信”与“健全货币”等原则。
比特币的安全性建立在私钥与公钥之间的数学关系无法被现有计算机逆转的假设之上。然而,量子计算的进步可能推翻这一假设,使得这种单向数学过程被逆转成为可能。
开发中的新防护方法
漏洞的核心在于公钥在区块链上的永久可见性。长期闲置于Taproot和P2PK等格式地址中的比特币被视为风险尤为突出。对于较早的地址方案,超过170万枚闲置代币仍持续面临潜在量子攻击的威胁。
一项名为BIP 360的技术解决方案引入了名为“支付至默克尔根”的新输出类型,旨在防止公钥在区块链上永久暴露。通过限制公开数据,该方法减少了量子攻击者可获取的信息量,但无法完全保护已暴露的旧式地址中的资产。
另一种有前景的方法来自美国国家标准与技术研究院,该机构今年批准了基于SPHINCS+的SLH-DSA后量子签名算法。这种加密签名技术被认为能更有效地抵御量子攻击,但签名大小可能达8千字节,这或许会增加区块链的网络存储需求与交易成本。目前正在评估SHRIMPS和SHRINCS等更节省空间的替代方案以应对这些挑战。
由闪电网络联合创始人Tadge Dryja开发的“提交/揭示”方法提供了进一步的保护机制,在区块链中引入两阶段交易记录流程。该模型为待处理交易提供临时保护:初始阶段仅向区块链提交交易意图的哈希值,完整交易细节稍后公布。若有恶意行为者尝试提交未经预先哈希处理的交易,网络将根据先前存储的指纹验证所有权,从而建立额外的安全层。
开发者Hunter Beast提出了Hourglass V2协议,旨在防止大量旧地址比特币暴露时引发市场突然崩溃。该方法将限制这些地址每区块仅能花费1比特币,以缓解可能出现的市场恐慌。尽管该方案具有潜力,但仍引发了比特币社区对其广泛影响与有效性的讨论。
目前,这些提案均未在实际中被采纳或激活。鉴于比特币的去中心化结构及需要广泛共识的特性,重大结构性变革预计将需要较长时间。尽管如此,持续的讨论表明,量子防御能力已成为比特币开发者长期关注的关键议题。
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