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比特币研究提出无协议升级的量子抗性方案

2026-04-10 05:41:41
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量子安全提案:比特币网络兼容性防护方案

近期发布的量子安全比特币方案提出一种应对量子计算风险的新型保护方法,据称该方案无需对现有网络协议进行重大改动即可实现防护。这一被称作QSB的方案由专注于零知识证明和可扩展性技术的密码学解决方案公司StarkWare开发者Avihu Levy在研究论文中首次提出。

量子威胁应对机制

该方案主要针对当前比特币交易模型在量子攻击下的脆弱性问题。传统比特币系统依赖基于secp256k1曲线的椭圆曲线数字签名算法,随着量子计算技术的发展,支撑该系统的密码学体系可能面临能够快速解决离散对数问题的量子算法威胁。

QSB方案建议通过采用哈希技术减少对椭圆曲线安全性的完全依赖。具体而言,该方案保留ECDSA作为验证手段,同时将基础安全性转向寻找哈希原像的数学难题——这类计算问题对现有已知量子算法具有抵抗能力。

该方案借鉴了此前提出的Binohash等方案的设计思路,将基于哈希的签名方案嵌入比特币脚本语言。QSB在此基础上进行改进以保持与网络运行限制的兼容性,确保新建交易不会破坏现有共识规则。

QSB的核心机制在于“哈希转签名”技术:使用RIPEMD-160算法对交易公钥进行哈希处理,并通过输出值生成有效的ECDSA签名。由于仅有极小比例的输出值能满足有效签名的严格标准,该过程形成了类似工作量证明的计算挑战。

运行影响与局限性

新方案宣称通过依赖密码学哈希函数的特性,消除了肖尔算法对椭圆曲线安全性的威胁。即使在量子技术进步的情况下,格罗弗算法也只能带来二次方的速度提升,该方案认为这仍能为实际应用保留足够的安全边际。

QSB方案的关键优势在于兼容现有比特币脚本限制,包括操作码使用和脚本大小的限制。这意味着不需要协议升级或软分叉改进,这对重视网络基础规则稳定性的开发者具有吸引力。

但QSB交易存在明显局限:其规模超出标准转发策略限制,无法像普通交易那样在比特币网络中自动传播。这类交易需要直接联系矿工进行处理,通常需借助能够绕过默认转发过滤器的专项服务。

交易生成的计算成本是另一项挑战。据估算,生成有效交易可能消耗价值75至150美元的云计算资源,即使在多GPU设备上也需要数小时才能完成尝试,这反映了寻找合适哈希转签名输出所需的高强度计算需求。

目前该方案仍处于原型阶段。虽然研究论文和脚本生成代码已经公开,但完整的链上交易构建与成功广播演示尚未正式发布。

这项新方案体现了加密社区为数字资产构建量子威胁防护体系的广泛努力。开发者指出,该设计旨在不引发争议性升级的前提下增强比特币的量子抵抗能力,希望推动基于哈希的密码学在成熟区块链系统中的进一步研究。

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