量子计算机对比特币的威胁有多近？_新闻

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量子计算机对比特币的威胁有多近？

2026-09-03 19:00:34

比特币安全性的量子挑战与未来展望

比特币当前的安全性建立在强大的密码学方法之上。然而，富达数字资产（Fidelity Digital Assets）发布的一份最新分析报告指出，未来足够强大的量子计算机可能会对比特币私钥构成重大风险。据富达分析称，加密生态系统可能需要在长期内评估新的安全解决方案。

该公司强调，目前尚不存在具备足够密码学能力的量子计算机。尽管如此，未来可能出现此类系统，从而削弱保障比特币交易安全的现有数学假设。因此，区块链技术在面对量子计算机时的韧性已成为早期讨论的焦点。

为何比特币私钥面临量子风险？

比特币持有者使用其私钥来授权交易。钱包软件通过该秘密密钥生成数字签名，以证明用户对比特币拥有控制权。在此过程中，私钥本身并不会直接共享。公钥、私钥和数字签名之间的密码学结构构成了比特币所有权和自托管系统的基础。

目前的比特币交易主要采用椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）和Schnorr签名。Schnorr签名随着2021年激活的Taproot升级被纳入比特币网络。BIP 340规定了Schnorr签名的技术标准，而BIP 341则定义了Taproot的交易规则。

这两个系统都基于经典计算机极难解决椭圆曲线离散对数问题的假设。然而，理论上足够强大的量子计算机可以使用Shor算法来解决这一数学难题。在这种情景下，从公钥推导出私钥成为可能，导致部分数字资产持有者的资金面临风险。不过，现有的量子系统距离这种能力仍有很大差距。

比特币如何实现抗量子签名？

研究人员正在探索未来可用的替代签名系统。其中一种方案是基于哈希函数而非椭圆曲线密码学的抗量子系统。

在富达的分析中备受关注的SHRINCS设计，结合了较小体积的状态签名方法和较大体积的无状态备用选项。在目前的草案中，公钥大小指定为48字节。状态签名的大小在548到4,619字节之间变化，而无状态备用签名可达5,777字节。虽然该系统为比特币未来的安全性提供了潜在解决方案，但也包含重要的技术限制。

状态方法要求签名设备跟踪已使用的单用签名密钥。如果这些信息丢失或损坏，可能会阻止钱包继续安全地使用该方法。因此，SHRINCS还提供了基于美国国家标准与技术研究院（NIST）于2024年8月13日发布的SLH-DSA标准中的算法的无状态回退选项。

更强的安全性会拖慢比特币网络吗？

抗量子签名最大的缺点之一是数据量大。与提议的后量子密码解决方案相比，比特币当前的签名占用的空间要小得多。

更大的签名会在区块中占用更多空间，从而对交易容量造成压力。在网络拥堵期间，这可能导致交易费用增加，并减少矿工在每个区块中可以验证的交易数量。富达指出，在未来的任何安全更新中，尽可能保持密钥和签名的小型化至关重要。公司认为，目前内存池（mempool）大量空闲的情况可能限制了更大签名的影响，但从长远来看，网络容量仍将是重要的技术限制因素。

比特币如何针对量子计算机进行更新？

将SHRINCS或类似系统添加到比特币网络将需要改变共识规则。这种过渡有可能通过保留向后兼容性的软分叉来实现。

然而，技术更新不仅仅局限于比特币软件。钱包提供商、矿工、节点运营商、加密货币交易所平台以及存储服务也需要支持新系统。

今年七月，富达与其他八家金融和加密货币公司一起，参与了一项价值1500万美元的比特币安全工作倡议，其中包括针对量子计算机韧性的研究。

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