
StarkWare 产品长Avihu Levy 在4 月9 日公开发布抗量子比特币交易方案Quantum Safe Bitcoin (QSB),在不更动协议的前提下,实现抗量子运算的交易保护。这是目前已知首个仅凭比特币现有Legacy Script 规则,即可抵御Shor 演算法攻击的可行方案。
量子威胁迫在眉睫,比特币社群共识未明
量子运算对比特币构成的威胁,在Google Quantum AI 于上周发表的论文中再度受到关注。研究指出,破解比特币椭圆曲线加密(ECDSA) 的成本比预期少了90%,同时最快9 分钟就能从已曝光的公钥还原出私钥,Google 本身也订下2029 年完成自身服务后量子迁移的目标。
比特币现行主要签名机制ECDSA,其安全性建立在椭圆曲线数学难题之上。一旦量子电脑具备足够算力,攻击者便能透过Shor 演算法逆推私钥、伪造签名,进而窃取资产。从P2PK 输出、Taproot 到传统地址,只要公钥曝光,都面临私钥遭破解的风险。
然而,由于主流应对方案皆需要修改比特币底层协议。无论是需要软分叉的BIP-360 抗量子地址提案,还是SPHINCS+ 等基于杂凑的签名方案,都必须经过比特币社群出了名漫长且高度分歧的治理流程。
如今QSB 的出现,成功绕过了这道关卡。
QSB 是什么?如何在不动协议的情况下实现抗量子?
作为BIP-360 的共同作者,Avihu Levy 近期发布的QSB,主张无需变更共识即可在比特币上实现能抵御量子攻击的解决方案。
QSB 建立于BitVM 创始人Robin Linus 所开发的Binohash 交易技术之上,并针对其中两个量子安全漏洞进行了修正:其一是可能被Shor 演算法破解的椭圆曲线小r 值签名难题;其二是可能让攻击者利用的sighash 旗标漏洞。
在安全模型上,QSB 舍弃了依赖椭圆曲线数学难题的传统假设,改为建立在RIPEMD-160 杂凑函数上。量子电脑对杂凑函数的攻击,只能透过Grover 演算法取得二次加速,而非如Shor 演算法对ECDSA 那样完全破解,因此其对QSB 目前并不会构成威胁。
具体运作上,交易发起者需要解决一个计算成本高昂的杂凑谜题,将交易与一组特定参数绑定。任何人想窜改交易内容,答案就会立刻失效,必须从头重算。
整个方案完全在比特币现有的Legacy Script 限制内运行,包括201 个操作码上限与10,000 位元组的脚本大小限制,无需任何协议更动。该方案可达约118 位元的抗量子安全性(目前为0)。
实际使用成本与操作限制:低至75 美元的运算费用
QSB 目前并非零成本方案。每笔交易需支付约75 至150 美元的云端GPU 运算费用,以当前云端算力的市场行情计算,整个计算过程可在几小时内完成,且可跨多张GPU 同步执行。
然而,QSB 仍存在现实限制。由于交易超出比特币预设的中继政策限制,必须直接提交给接受非标准交易的矿池,例如透过Marathon 提供的Slipstream 服务,同时方案目前也尚未支援闪电网路。
Levy 本人也定位QSB 为「最后手段」,而非一般比特币交易的替代方案。
回顾现有抗量子方案,均需修改比特币原始协议
现有抗量子比特币方案几乎全部都需要协议层的变更。 BIP-360 提议引入新型量子抗性地址格式,但需要通过软分叉,并须获得比特币社群的广泛共识;SPHINCS+ 等基于杂凑的签名方案同样需要协议升级,且在效率与脚本大小方面面临更大挑战。
QSB 作为目前首个完全在现有比特币规则框架内运行、无需任何共识变更即可实现抗量子保护的方案,任何愿意承担相应GPU 运算成本的用户,今日即可使用,无需等待社群达成共识。
抗量子方案浮现,比特币持有者静待佳音
就目前而言,尚无任何量子电脑具备破解比特币加密的实际能力,外界预期真正的威胁仍在3 至10 年后。然而,对于有在使用且公钥曝光的比特币地址,一旦量子电脑达到攻击门槛,便会成为首批目标,初步估计约有690 万枚左右。
QSB 目前尚未整合进任何消费级钱包,一般用户还无法透过现有软体直接启用量子安全设定。但Levy 此举证明,这个方案在今天的比特币上确实存在且可行,后续剩下的是工程实作、钱包整合与时间。
对持有比特币的用户而言,当前最务实的建议是:避免重复使用地址、密切关注钱包开发商的抗量子支援进度,并在主流软体提供量子安全迁移选项时,尽早将资产移转至受保护的地址。
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