量子计算的崛起被越来越多地认为是加密货币基础设施的潜在生存威胁,特别是支撑比特币、以太坊和其他区块链的加密基础。
尽管理论上的风险已知多年,但量子计算研究速度的加快,尤其是像谷歌和微软这样的主要科技企业的研究,使得加密行业不得不面对一个不舒服的现实:当前的区块链治理结构无法足够快地应对即将到来的威胁。
问题的核心在于量子计算技术进步的速度与去中心化治理系统变化的缓慢之间的不匹配。更新共识算法、修改地址格式或全面改造区块链安全措施通常需要数年时间,而这需在加密社区内进行辩论和政治角力。
但据安全专家和密码学家称,当量子能力达到临界阈值时,它们不会用炫目的黑客攻击来宣布自己。相反,这种转变可能是安静的、有条不紊的——且具有毁灭性。
量子威胁:微妙、强大且迫在眉睫
量子计算仍在发展中,但进展迅速。与依赖二进制逻辑(表示0和1的比特)的传统计算机不同,量子计算机使用量子比特,可以同时存在于多个状态。这使得量子系统能够比经典系统成倍更快地解决某些类别的问题——如因数分解大素数或解决离散对数。
这对区块链尤其是坏消息。包括比特币和以太坊在内的大多数公共区块链系统依赖于经典加密方案,例如用于交易验证和密钥管理的ECDSA(椭圆曲线数字签名算法)。这些系统虽然对经典计算机具有鲁棒性,但理论上在面对使用Shor算法的量子攻击时是脆弱的,后者可以在多项式时间内破解ECDSA并从公钥中恢复私钥。
这可能允许一个具有量子能力的攻击者伪造交易、窃取资金、甚至破坏整个区块链的完整性。风险不仅在于速度,还在于潜行。
正如量子安全初创公司Quip Network的联合创始人Colton Dillion所说,“真正的量子攻击不会引人注目。它会是微妙的——鲸鱼在安静地转移资金,利用系统,在任何人注意到之前。”
从51%攻击到量子双重花费
Dillion提到的一个特别令人不安的可能性是量子增强型双重花费或链重写攻击。理论上,一个拥有量子动力的对手可以将重写区块链历史的标准51%攻击的有效阈值降低到仅26%左右,因为在解决基于哈希的问题上具有优化。
这样可能的攻击场景如:攻击者损害最大的钱包的私钥,比如说最大的10000个比特币持有者。使用这些密钥,他们可以逆转历史交易、清空被损害的钱包,并向网络的不同部分发送冲突的交易。结果?巨大的价值损失、信任动摇,甚至可能对链的信誉造成无法弥补的损害。
这类系统性崩溃不需要蛮力黑客行为或华丽的代码利用。它将需要耐心地利用密码学上的弱点——而这是量子系统专门为此设计的。
为什么区块链治理跟不上
加密协议以变化缓慢而著称。比特币的治理过程围绕比特币改进提案(BIPs),而以太坊依赖以太坊改进提案(EIPs)。这些提案需要广泛的社区协议、广泛的同行审议和逐步实施。这个去中心化的过程是区块链具有韧性的一部分——但在需要快速响应时也会引入重大摩擦。
例如,比特币中的OP_RETURN争议围绕使用一个函数来存储元数据已经拖延了多年。而以太坊从工作量证明转向权益证明(合并)则耗费了多达半个十年的开发、测试和政治妥协。在非紧急环境下,像元数据字段或者共识机制的改变都需要数年才能完成,更遑论实施全面的量子抵抗?
“BIP和EIP的进程对于深思熟虑、民主的决策制定非常好,”Dillion说。“但它们对快速威胁响应非常不利。当量子威胁出现时,它们不会等待社区的一致同意。”
解决方案正在出现——但采用停滞不前
为了解决这个迫在眉睫的问题,开发人员和初创公司正在提出量子抗性升级。对于比特币,开发者Agustin Cruz推出了一项名为QRAMP的提案,需要通过硬分叉将所有资金迁移到量子安全地址。这一方法将彻底改变比特币的签名算法以抵御量子解密。
与此同时,像BTQ这样的初创公司更是走得更远,建议用量子原生的共识机制取代整个工作量证明系统。这些提议很有野心——但它们面临一个重大障碍:治理惯性。
在比特币和以太坊中,没有中心化的权威可以简单地切换协议更改的开关。任何有意义的升级都需要核心开发者、矿工或验证者、钱包提供商和用户的协调。硬分叉,如QRAMP所需的那种,需要压倒性的一致才能防止链分裂和混乱。
除非有一个明确的、无可置疑的量子威胁,否则这种共识不太可能形成。
从底层替代方案开始
而不是等待整个链的升级,一些技术专家提议一种更加增量的方法——从风险最大的资产开始。
例如,Quip Network正在推出“量子保险库”,允许个人用户,尤其是大持有者(即“鲸鱼”)将加密货币存储在受混合密码术保护的账户中。这些保险库使用经典和量子抗性加密技术结合来保护私钥和签名机制。
由于这些保险库不需要对底层区块链协议进行更改,可以立即实施。这个想法是首先保护最有价值的钱包,为整个生态系统采用更广泛的解决方案赢得时间。
“与其等待整个社区同意协议升级,鲸鱼可以立即行动来保护他们的资产,”Dillion说。“这是关于在一个分散系统中管理风险暴露。”
这些用户级别的解决方案与区块链无关——它们不需要比特币分叉,也不需要以太坊升级。它们是自愿选择进入的,并且旨在与现有基础设施并行工作。
碎片化和保护不均的风险
然而,向个人量子保护的转变也带来了风险。一个零星的采纳策略可能会导致一个分化的安全环境,其中一些用户——主要是资金雄厚的鲸鱼——受到保护,而较小的持有者和旧钱包仍然面临暴露的风险。
这可能导致不对称的攻击,对手会瞄准未受保护的钱包或利用与旧密码学标准相关的网络漏洞。在最坏的情况下,如果即使是高调地址的小部分受到攻击,而其他人依然安全,可能会削弱整个区块链的信任。
尽管如此,支持者还是认为,开始进行某种程度的保护比什么都不做要好。等待全面共识可能会为一种过于快速以至于无法阻止的灾难性攻击打开大门。
量子时间表和政策差距
量子计算突破的时间表仍不确定。一些专家认为,大规模故障容忍的量子计算机仍需十年以上的时间才会出现。另一些则相信具有有限但足够能力的原型系统可能会更快出现——也许在五年内。
技术飞跃的不可预测性意味着加密行业必须为一系列方案做好准备,包括可能只影响某些加密实现的早期威胁。
同时,监管机构在加密领域的量子风险问题上基本保持沉默。大多数有关加密的政策讨论都集中在反洗钱(AML)、消费者保护或系统性风险上。但如果量子计算危害到主要的区块链基础设施,可能会对金融市场产生连锁效应。
政府最终可能会强制要求为数字资产托管人和交易所进行量子防护,尤其是那些面向机构投资者的。但到那时,可能已为时已晚,无法保护基于当前标准所安全存储的现有资产。
总结
量子计算不是一个未来的科幻情景——它是一个迅速逼近的挑战,威胁到去中心化金融的安全基础。虽然从协议层面的升级是长期韧性所必需的,但加密行业的慢治理模式不适应于快速变化的威胁。
临时解决方案,如用户级别的量子抗性保险库,提供了一条实际可行的前进道路——允许个体参与者在不等待共识的情况下保证他们的资产安全。但更广泛的采用和协调方法最终将需要保护区块链系统的完整性。
忽视威胁不会使其消失。不仅如此,量子风险的隐蔽性质意味着加密行业必须尽早行动——否则将冒着以艰难方式学到教训的风险,去中心化代价高昂。 内容: 并不等同于复原力。