比特幣的後量子敘事未必要馬上完美,使用者遷移卻不能等

Arthur Breitman
Arthur BreitmanJul, 30 2026 22:23
Experimental peptide sellers increasingly rely on Bitcoin as traditional payment networks step away (Image: Shutterstock)
Experimental peptide sellers increasingly rely on Bitcoin as traditional payment networks step away (Image: Shutterstock)
Arthur Breitman
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Arthur Breitman 是 Tezos 的聯合創辦人,同時是一名電腦科學家及企業家。Arthur 具備數學背景,在參與 Tezos 項目前,曾於高盛(Goldman Sachs)及摩根士丹利(Morgan Stanley)從事量化金融工作,亦曾在 Google 和 Waymo 擔任研究工程師。 Arthur 畢業於法國綜合理工學院(École Polytechnique)以及紐約大學柯朗數學科學研究所(Courant Institute of NYU),主修應用數學。Arthur 是 Tezos 基金會理事會成員,同時亦是 Trilitech 的董事;Trilitech 是一支位於倫敦、專注推動 Tezos 區塊鏈普及採用的團隊。

過去幾個月,比特幣長期存在的「量子抗性」疑慮,已從學術上的好奇心轉變為實務上的風險管理議題。Jefferies 的 Christopher Wood 因量子風險而把比特幣從其長期模型投資組合中移除。

Coinbase 成立了「獨立量子運算與區塊鏈顧問委員會」。在技術社群內部,BIP 360(一種量子抗性輸出類型)已作為草案合併進官方 BIP 儲存庫;Blockstream 則在一條生產環境的側鏈上,廣播了首批使用後量子簽名的交易。

自那之後,時間線收縮的速度只會愈來愈快。2026 年 3 月 25 日,Google 宣布其所有系統必須在 2029 年前遷移到後量子密碼學。2025 年 5 月到 2026 年 3 月間發表的三篇論文,將破解公開金鑰密碼學的估計量子位元成本,大約降低了三個數量級,從約 2,000 萬個實體量子位元降到可能少於 10 萬個。

2026 年 3 月 Google Quantum AI 的一篇論文估計,只需少於 50 萬個實體量子位元,就能在數分鐘內破解橢圓曲線密碼學;Google 隱藏了攻擊電路,只發表了結果的零知識證明。Caltech 與 Oratomic 的團隊則提出,大約 26,000 個可重組的原子量子位元,約十天即可破解 ECC-256。「實驗室好奇心」與「密碼學威脅」之間的鴻溝,正從兩端同時縮小:演算法壓縮與硬體擴展同步進展。

要理解這項威脅,有助於先看清量子電腦能做什麼、不能做什麼。它們並不是「把所有金鑰同時暴力試一遍」。Shor 演算法針對離散對數與因數分解帶來指數級加速,而這正是橢圓曲線與 RSA 密碼學所依賴的問題;但對稱式密碼與雜湊函數只會受到 Grover 演算法帶來的平方根級加速,透過放大參數就能彌補。

「量子會毀掉密碼學」既正確又誤導:它針對的是安全性可化約為群結構問題的原語,而不是無差別的暴力奇蹟。後量子密碼學其實已存在且可立即部署;NIST 已經完成標準化(ML-KEM、ML-DSA、SLH-DSA),目的就是支援自 ECC/RSA 遷移。

在比特幣這個脈絡中,危險主要出在簽名:只要攻擊者能看到你的公鑰,Shor 演算法就能還原私鑰。對於公鑰雜湊地址(P2PKH/P2WPKH),公鑰只有在你花費時才會暴露;主要風險是地址重複使用。但 Taproot 輸出(P2TR)以及舊的 pay-to-pubkey 輸出,則會在輸出建立時就暴露公鑰,無須花費。BIP 360 的 Pay-to-Merkle-Root(P2MR)正面回應了這點:這是一種類 Taproot 的輸出類型,永遠不在鏈上放公鑰。

優先事項不是把比特幣的後量子敘事在紙面上打磨到完美,而是現在就開始讓使用者遷移。讓使用者在現有的橢圓曲線路徑旁邊,再掛上一條後量子支出路徑。在「和平時期」,他們照樣使用 Schnorr/ECDSA;後量子金鑰則保持未使用狀態。如果有一天出現「明確且迫在眉睫的危險」,網路就能在不必等待多年大規模遷移的情況下,棄用橢圓曲線簽名。現在不必一步到位選定終極方案——先挑一個保守的,之後再改進。這個遷移時鐘量的是採用程度,而不是工程難度。

我的觀點是,比特幣應該選擇雜湊式簽名,作為這個逃生艙。不是因為格基(如 ML-DSA)不好,而是因為雜湊式幾乎是密碼學裡「能有多安全就多安全」的代表:結構最少、魔法最少、留下埋後門空間也最少。它也出奇地容易審計與理解,這很符合比特幣的精神。

SPHINCS+(SLH-DSA)是標準選項,但它為了達到「無狀態」特性,簽名相當大,約 8 KB。比特幣其實並不「真的」需要這個特性。UTXO 模型本來就是用完即棄;系統性重複使用地址從來不在設計內,而基礎設施對此也處理得不錯。像 XMSS 這樣的有狀態方案,簽名要小得多(約 2.5 KB),而比特幣的花費模式天然就很適合這種約束。

Blockstream Research 的 SHRINCS 結構兩者兼得:以有狀態模式為主,若遺失狀態,則以無狀態的 SLH-DSA 作為備援。Jonas Nick 的 SHRIMPS 擴展則解決了多裝置簽名問題。兩者都純粹基於雜湊,而且已經在 Liquid 上運行。

一旦跨過可信的「Shor 已經實現」門檻,首要任務是阻止不可逆的竊盜,而不是搶救每一個舊輸出。最安全的預設是緊急開關:在共識層面讓橢圓曲線簽名變成不可花費。暫時鎖住可以解開;被量子偷走則不行。對於那些公鑰從未暴露的輸出,可以用 ZK 證明(例如 STARK),讓正當擁有者證明自己掌握解鎖見證,而不洩露金鑰。對於已經暴露公鑰的輸出,唯一可行的搶救方式,得仰賴額外祕密,例如 HD 錢包種子。既沒有這些路徑的幣——休眠幣、早期幣、甚至中本聰的幣——會繼續被鎖住。比起「現在被偷」,「仍然遺失」更可取。

StarkWare 於 2026 年 4 月的一篇論文展示,在現有共識規則下,量子安全的比特幣交易在今天就已可行。這是一個相當巧妙的構造,但遺憾的是,圍繞它的反應暴露了比特幣社群的一個真問題。這種技巧在實務上非常不切實際,也無法取代軟分叉,可是社群對「做任何事」的反射性反對太根深柢固,以致它已被拿來當成不去按下那個「輕鬆修好一切開關」的藉口。

先讓所有人穿上救生衣,別想得太複雜。難的不是密碼學;難的是讓數百萬使用者,以及每一個錢包、託管方、交易所與簽名裝置完成遷移。Tezos 採取的正是這種做法:把後量子準備當作兩條軌道(使用者金鑰遷移 vs 協議密碼學),讓使用者現在就能掛上一把後量子備用金鑰,若威脅成真,再棄用橢圓曲線簽名。趁沒有緊急狀態時先完成社會層遷移,因為真正緊急時,生態系最容易犯錯。先把救生衣穿好,再來爭論船的設計。

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