這幾天閒來無事,粗略研究了下量子計算機對區塊鏈生態的影響,涉及大量密碼學的背景知識,不說太多細節,分享幾個觀點:


1)過去學界普遍認知要破解256位的橢圓曲線加密算法大概需要數百萬個物理量子比特,邏輯量子比特6000個左右,但Google這次發表的新論文,並沒有推出什麼逆天的新硬體,而只是重新編譯了Shor's algorithm(肖爾算法)在量子電路上的執行方式,就把所需的邏輯量子比特壓縮到了1200個。
什麼概念?意味著算力成本直接縮減了近20倍。這是本次量子威脅論被熱議的根本,以前我們一直認為絕對不可能的事,到了今天,開始有了一個“倒計時”;
2)Google給這個倒計時的時間節點是2029年,意味著這個時間點前包括互聯網的HTTPS、SSL銀行證書、SSH遠端登錄等加密方式以及BTC和以太坊等公鏈的底層ECDSA簽名體系都必須完成一次“抗量子”換血,否則到時候可能會存在滅頂之災。
關於這一點,2029年也就是3年的時間,我覺得過於誇張了,畢竟純理論落地到現實可執行落地還有很大的距離,但至少說明了一點,抗量子攻擊的加密算法升級時間窗口開始打開了,沒有迫在眉睫,但也絕不能掉以輕心;
3)如果說到此,很多人對量子威脅還沒概念,那可以再細化說幾個攻擊面:
1、目前BTC鏈上大概有25%-35%的地址,公鑰已經處於暴露狀態,包括中本聰時代採用P2PK格式的早期地址,以及所有重複用過、發生過轉賬的地址,這些地址都在攻擊範疇內;而其他沒有發生轉賬的地址,只要在量子計算機成熟後啟動轉賬,其在Mempool處理交易的10分鐘內,足以被量子破解搶先截胡攻擊,等於整個網路都已癱瘓;
2、以太坊面臨的危機更直接,ETH的EOA帳戶在第一次發送交易時,公鑰就會通過簽名被暴露上鏈,加上EIP-4844之後的數據可用性採樣機制,以及本身依賴POS簽名驗證的共識網路。以太坊公鏈面臨的都不是私鑰能不能破解的問題,而是一旦簽名算法得不到升級,整個網路都形同虛設了;
3、關鍵是,由於區塊鏈交易歷史都是可追溯且永久存儲在鏈上,別看現在量子計算機攻擊條件還不成熟,但過去和今天鏈上已經暴露公鑰的交易,都會被記錄起來,成為潛在攻擊的對象,就等量子機器慢慢就位。
4)當然,既然量子攻擊還存在技術突破+時間的窗口,同樣理論上,只要在接下來的數年內完成“抗量子攻擊”大換血,也可以實現一次自救。
以太坊早就在抗量子威脅上面做“工程化”優化布局了,包括推進帳戶抽象允許EOA地址在應用層面直接切換簽名方案,驗證者簽名也在向抗量子攻擊的PQC加密算法(Post-Quantum Cryptography,後量子密碼學,專門為抵抗量子攻擊設計的新一代加密標準)等都可以從底層結構上強化抗量子特性。本身以太坊最牛逼的就是“飛行狀態下加油”的動態升級特性,既然方向明確了,抗量子特性也只是時間問題了。
比特幣選擇了引入BIP-360,這會引入FALCON或CRYSTALS-Dilithium這類後量子簽名算法,技術上並不複雜,但是難在共識確立,要知道,比特幣社群曾為了一個區塊大小的分叉吵了幾年,指望他們在抗量子硬分叉上迅速妥協,實在難以樂觀。但一旦威脅進一步有了“確定性”,這個自救式的補丁再佛系的開發社群也會硬著頭皮上。
以上。
最後說一件有意思的是,Google用零知識證明ZK披露了這個潛在的量子威脅,一開始就有意識的讓其“軟著陸”,畢竟一旦失控發生別說區塊鏈了,互聯網文明都是毀滅性的。另外Google Quantum AI團隊裡,有以太坊基金會的研究員參與,沒准抗量子攻擊會成為區塊鏈下一個主流敘事也未可知,畢竟天生基因就是密碼學技術,這樣全新的使命,很Crypto!
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