币圈界报道:

量子计算或将颠覆加密资产防护体系

2024年10月7日,欧洲刑警组织(Europol)发布两份最新评估报告,指出具备足够算力的未来量子计算机可能对主流加密货币钱包构成根本性威胁。尽管目前尚未有可运行此类攻击的实体设备,该机构已呼吁相关生态立即启动防御性规划。

密码学防线面临结构性压力,暴露面持续扩大

报告明确区分了区块链系统中不同组件的抗量子韧性。其中,依赖数字签名机制保护私钥的钱包结构被认定为最脆弱环节,而支撑区块链接与挖矿安全的哈希函数则具备较强抵御能力。这一差异源于底层算法对量子计算的不同敏感度。

关键数据概览

单次攻击所需逻辑量子比特数:≤ 1,200个;建模架构下物理量子比特需求:低于50万;据Glassnode估算,已有约604万枚比特币的公钥处于公开状态;实现全量迁移的模拟停机时间约为76天。

公钥可见性成核心风险源,早期币种尤为突出

加密资产的安全性高度依赖于公钥是否保持隐藏。仅接收资金的地址通过哈希值呈现,隐私得以保留;一旦发生支出行为,其公钥将永久记录在链上。早期比特币输出普遍直接暴露公钥,导致大量历史代币处于潜在风险之中。据估算,约30%的流通供应量已处于可被分析状态,部分甚至包括中本聪或已丢失密钥的持有者资产。

Shor算法主导威胁,Grover仅提供有限加速

比特币与以太坊采用的ECDSA签名机制基于secp256k1椭圆曲线,其安全性依赖于经典计算机无法逆向求解私钥。然而,若未来出现容错量子计算机并运行Shor算法,则该难题将被迅速破解。相比之下,哈希函数虽受Grover算法影响,但其带来的加速效应仍不足以构成实际攻击可行性。

暴露面分析

类型功能量子威胁评估
数字签名 (ECDSA)保护钱包中的私钥高风险:Shor算法可能从可见的公钥推导出私钥
哈希函数链接区块、保障挖矿并将公钥隐藏在地址后较强抵抗力:Grover算法仅提供有限的加速效果

风险程度取决于公钥是否已被公开。对于未发起交易的地址,其密钥始终处于哈希遮蔽之下,因而相对安全。但一旦使用,便进入可被追踪和攻击的窗口期。

谷歌降低攻击门槛至50万物理量子比特以下

Google Quantum AI团队于3月31日公布新研究,经同行评审后确认,针对比特币核心算法的攻击电路理论上仅需不超过1,200个逻辑量子比特。结合建模架构,这相当于少于50万物理量子比特。论文进一步预测,特定超导设计或可在十分钟内完成一次完整攻击,使等待确认的交易成为潜在目标。

技术演进路径:多机构同步推进关键节点

IBM与芝加哥大学:实现70个逻辑量子比特运算

7月30日,IBM联合芝加哥大学宣布成功执行一项耗时约15分钟的计算任务,涉及70个逻辑量子比特。该成果超出当前经典模拟系统的极限,但距离谷歌预估所需的1,200个逻辑量子比特仍有约17倍差距,且未涵盖长时间计算需求。

IonQ:攻克实时纠错瓶颈

IonQ展示了在模拟环境中处理最多408个逻辑量子比特及超过3,150万次操作的基准电路,其解码器性能提升仅带来0.02%的延迟增加。该测试尚未在真实硬件上完成,但仍标志着纠错技术的重要进展。

DARPA阶段C:迈向工业级容错计算

IBM于10月7日达成DARPA量子基准测试倡议的第三阶段目标,验证了构建容错量子计算机的可行性框架。此为计划性里程碑,并非成品机器部署。

近期里程碑时间表

3月31日:谷歌下调攻击所需资源估算;7月30日:IBM完成70逻辑量子比特运算;9月22日:IonQ测试408逻辑量子比特实时纠错;10月7日:欧盟发布预警报告;同日,IBM进入DARPA阶段C。

以太坊研究员提出“无硬件”崩溃假设

以太坊基金会研究员Justin Drake于10月7日提出一种极端情景:即便没有量子计算机,当前正在发展的高级人工智能系统也可能发现能在传统硬件(如大型GPU集群)上恢复私钥的经典数学方法。在他设想的最坏情况下,这种突破可能在数月内实现。

威胁对比

威胁类型所需条件当前状态
量子攻击运行Shor算法的容错量子计算机存在资源估算,无可用机器
AI辅助经典攻击能在传统硬件上恢复密钥的新数学方法假设性存在,无已验证算法

Drake强调,其观点仅为前瞻性警示,并未提供具体攻击方案。他建议采取主动策略:逐步将资产转移至从未签署过的新型地址,避免重用曾暴露公钥的旧地址,并推动以太坊提前引入基于哈希的签名方案如SPHINCS。

BIP-361迫使比特币治理面对长期遗留问题

比特币社区正面临两项关键提案的抉择:BIP-360旨在引入减少量子风险的新型输出格式,而BIP-361则提出分阶段迁移机制并限制对易受攻击输出的操作。以太坊方面亦在推进后量子密码学升级,目标设定在2029年前完成。

资本与机构关注度显著上升。Galaxy Digital宣布提供高达500万美元用于量子就绪研究,Coinbase则成立专门的密码学咨询委员会以评估系统性风险。

对于普通持有者而言,当务之急是加强地址管理——仅使用从未签发过交易的地址即可维持安全。但对于比特币而言,真正挑战在于如何处置那些长期未迁移的存量资产,尤其是早期休眠代币。这不仅是技术问题,更是复杂的治理难题,而比特币缺乏快速响应此类议题的机制。