比特幣量子威脅成為以太坊會議的焦點

簡要摘要

• BIP 360的共同作者表示，比特幣的簽名是區塊鏈面臨的主要量子風險。
• 約有30%的比特幣存放在暴露的公開金鑰下。
• 隨著量子硬體門檻的降低，比特幣和以太坊的開發者都在加緊規劃量子安全措施。

儘管今年的以太坊開發者大會ETH Denver專注於在低迷市場中建設以及利用區塊鏈賦能AI代理，會議中仍有一個小組討論比特幣的密碼學是否能在後量子時代存活。
本週的討論焦點集中在比特幣能否抵禦量子計算威脅，並且主要關注哪些技術可能首先被破解。根據BIP 360的共同作者Hunter Beast的說法——這是一個旨在解決區塊鏈量子困境的提案——混淆通常始於比特幣的哈希算法。
“像SHA-256這樣的哈希算法，實際上被認為即使是最理想、最強大的量子電腦也很難破解，” Beast說。“我們推測，要用Grover的算法破解256位哈希密碼學，所需的量子電腦規模甚至比月球還大。”

這個算法由電腦科學家Lov Grover於1996年開發，也被稱為量子搜索算法，它能加快暴力搜尋，降低哈希函數（如比特幣的SHA-256）所提供的實質安全性。
“這並不是我們在未來五年內最擔心的事情，” Beast說。“我們在未來五年內最擔心的是簽名，這涉及Shor的算法。”
Shor的算法由數學家Peter Shor於1994年開發，專門針對公鑰密碼學背後的數學原理。比特幣依賴橢圓曲線密碼學來進行數字簽名，如果量子電腦足夠強大，Shor的算法可以逆向工程出私鑰。

區塊鏈網路安全公司Project Eleven的執行長Alex Pruden描述了這將意味著什麼：
“比特幣的所有權完全取決於你是否能簽署數字簽名，” Pruden在討論中說。“利用Shor的算法，只要知道你的公開金鑰——本應安全分享的資訊——就足以逆向工程出你的私鑰。這意味著，只要知道你的公開金鑰，我就能擁有你的比特幣。”

目前的機器無法做到這一點，但Pruden指出Google、IBM等公司在量子計算方面取得的最新技術里程碑，可能預示著未來會有更快的進展。
“2024年12月，Google宣布了Willow量子電腦，展示了低誤差率的錯誤校正能力，” Pruden說。“在此之前，人們懷疑量子計算是否能擴展，而Google明確證明了，是的，這是可以擴展的。”

隨著整個加密貨幣行業為實用量子電腦的出現做準備，這個討論也變得越來越重要。
以太坊基金會最近成立了一個後量子安全團隊，Coinbase也召開了顧問委員會，研究比特幣和其他數字資產的量子風險。Coinbase的CEO布萊恩·阿姆斯特朗表示，這個問題“是可以解決的”，儘管研究人員對威脅的緊迫性仍有爭議。

破解比特幣簽名方案所需硬體的估算也在變化。2021年，研究人員預計大約需要2000萬個量子比特來破解比特幣的密碼學；而上週，Iceberg Quantum的研究人員則提出，這個數字可能降至約10萬個量子比特。
根據Project Eleven追蹤的“比特幣風險清單”，已經存在暴露的情況。該清單顯示，超過690萬個比特幣存放在公開金鑰暴露的地址中，其中包括170萬在比特幣早期挖礦時期的幣。
“基本上，三分之一的供應將面臨我們所謂的長期暴露攻擊，” Beast說。

Beast的共同作者、BIP 360的合著者伊莎貝爾·福克森·杜克表示，這個問題不僅僅是技術層面。
“比特幣和量子抗性比特幣的建設，存在許多與後量子密碼學無關的挑戰，”她說。
一些較早的比特幣，甚至可能永遠無法轉移到量子安全的地址，包括被認為屬於比特幣創始人中本聰的地址。
“目前有一些提案，打算凍結中本聰的幣和所有支付給公開金鑰的地址，”她說。“我認為這些是更具爭議、更複雜，並且在某些方面更有趣的問題，因為要在這些問題上達成共識，將是一個極其困難且政治上具有挑戰性的任務。”

然而，她警告說，如果量子能力在達成共識前到來，將對比特幣網絡造成災難性影響。
“如果一旦量子電腦出現，並且有人真正利用它，在幾個小時內釋出400萬比特幣，這可能會摧毀比特幣項目，無論我們是否已經有後量子密碼學，”杜克說。