币圈界报道:

比特币抗量子化先锋:SHRINCS方案的现实与挑战

作为量子计算怀疑论者,Blockstream CEO Adam Back 虽然认为量子威胁尚需数十年才显现,却领导团队率先推进后量子安全解决方案。公司已将实验性签名机制 SHRINCS 部署于 Liquid 侧链并提交比特币改进提案(BIP),被研究者称为首个专为比特币量身打造的后量子签名设计。尽管并非终极解法,但其在效率与兼容性间取得良好平衡。

优化签名尺寸以维持链上效率

当前主流后量子方案如 NIST 批准的基于格或哈希的算法,签名字节大小达现行 ECDSA 或 Schnorr 签名的 38 至 123 倍,可能导致交易吞吐量骤降至每秒不足一笔。以太坊采用零知识证明聚合签名的思路虽具潜力,但在比特币生态中因共识门槛过高而难以落地。为此,Blockstream 专注缩小现有方案体积,目标是使签名压缩至原大小的约十三分之一,以适配比特币现有架构。

专为比特币定制的紧凑签名路径

2025 年底,Jonas Nick 与 Mikhail Kudinov 提出的 SHRINCS 方案,基于哈希结构实现最小 548 字节签名(含 48 字节公钥),最大可达 4619 字节。该设计支持种子恢复、依赖比特币挖矿所用的 SHA-256 安全假设,且已在 Liquid 主网完成真实交易验证。尽管仍处于早期阶段且未经过长期密码学审计,但其代码可运行、部署可行,被视为当前最贴近比特币原生特性的后量子候选。得益于隔离见证机制,其实际区块占用仅相当于传统数据的四分之一,使整体网络性能可维持在每秒 3 笔交易水平,接近现况。

看似完美的方案背后的隐忧

尽管表现亮眼,但官方 BIP 明确警示“安全证明尚未完成”。该方案引入有状态密钥管理,即每次使用需记录已用密钥,从而节省空间。然而,一旦设备遗失,必须通过一个高达 5777 字节的无状态回退交易进行恢复,极大增加用户操作复杂度。此外,不同实现对超树剪枝的支持不一致,存在密钥导入失败甚至资金损失的风险。业内专家指出,这一设计虽提升效率,但也埋入了潜在脆弱点,每一新增规则都成为永久维护负担。

持续演进:从 SHRINCS 到 SHRIMPS 与多元探索

Blockstream 在 2026 年持续推进优化,证实 SHRINCS 可在普通硬件钱包上稳定运行。3 月推出的配套方案 SHRIMPS 已整合进主协议,作为同一公钥下的内置无状态路径,使备份设备可协同签名,签名规模进一步缩减约 26%。同时,团队仍在测试基于格的签名方案,尽管其成熟度较低;也探索零知识证明聚合路径,若结合使用,理论吞吐量可达 6.7 TPS。但出于战略考量,这些选项与核心签名方案分离讨论,避免因叠加复杂性阻碍采纳。正如研究者所言,真正瓶颈不在技术,而在治理——如何在时间压力下就众多备选方案达成共识,仍是比特币量子迁移的关键难题。