Coinbase警示量子计算威胁以太坊等权益证明区块链

权益证明区块链未来可能面临更大的量子计算风险

一个潜在的威胁正在地平线上浮现：权益证明（PoS）区块链未来可能面临比工作量证明（PoW）网络更大的量子计算风险。原因何在？关键在于，保护这些网络的验证者签名高度依赖于密码学，而功能足够强大的量子计算机最终可能会破解这些加密屏障。这是加密货币交易所Coinbase独立顾问委员会一份最新报告的核心警示。

这份题为《量子计算与区块链》的报告，深入探讨了量子计算技术的进步将如何影响数字资产的安全格局。委员会的一位发言人点明了问题的紧迫性：“为加密转型做好准备的最佳时机，是在它变得迫在眉睫之前。”报告同时强调，虽然客户资产目前是安全的，但整个行业必须警惕，绝不能将“不迫在眉睫”与“不重要”混为一谈。

共识机制的核心面临挑战

像以太坊和Solana这样的主流权益证明网络，其安全基石在于加密签名——以太坊验证者使用BLS签名，Solana的验证者和用户则依赖Ed25519签名。这些签名帮助网络就区块的有效性达成一致，是维持共识的生命线。

报告明确指出，权益证明链的风险恰恰潜伏在这些用于保护网络的验证者签名方案中。这意味着，权益证明网络面临的挑战远不止升级钱&包那么简单；其核心共识机制本身的部分内容，未来也可能需要重新设计和构建。

报告也提到了积极的应对动向，例如以太坊开发者近期开展的相关工作。这包括联合创始人Vitalik Buterin于今年2月提出的一项提案，旨在探索用抗量子签名方案来替代现有的BLS验证者签名、KZG承诺和ECDSA钱&包签名。

一个汇聚智慧的应对平台

为了系统性地应对这一长期挑战，Coinbase于今年1月推出了独立的“量子计算与区块链”顾问委员会及研讨会。这个平台汇聚了来自斯坦福大学、德克萨斯大学奥斯汀分校、以太坊基金会、Eigen Labs、巴伊兰大学和加州大学圣巴巴拉分校等顶尖学术机构和产业界的专家，共同目标是剖析量子计算对区块链安全的影响，并制定长期的解决方案。

钱&包签名：另一个长期漏洞

除了共识层，委员会指出，加密钱&包使用的数字签名是另一个主要的长期脆弱点。这些签名是加密货币所有权和交易授权的“数字印章”。一旦被破解，攻击者便能轻易冒充钱&包所有者，转移其资产。其中，那些公钥在链上可见的钱&包被认为风险最高。据报告估计，目前约有690万枚比特币处于这种暴露状态。

当然，目前的加密货币系统仍然是安全的。因为能够破解现代加密签名的量子计算机尚未成为现实。要达成这一目标，所需的量子计算能力需要比现有系统强大数个数量级。

比特币的处境有所不同

有趣的是，尽管关于量子威胁的讨论常常聚焦于比特币，但委员会根据目前的认知指出，比特币网络的核心基础设施——包括其挖矿过程、哈希函数和历史账本——并不被认为存在实质性的脆弱性。

报告解释道，理论上，运行格罗弗算法的量子计算机确实可以更快地解决工作量证明的难题。然而，就当前PoW谜题的规模而言，在量子计算机上运行格罗弗算法所需的额外开销，实际上已经超过了其理论上的速度优势。这使得比特币的挖矿机制在短期内相对稳固。

迁移之路的技术挑战

专家们警告，将区块链迁移到抗量子密码技术绝非易事，其中伴随着显著的技术挑战。一个核心问题是，量子安全签名通常比当前使用的签名要大得多，这可能会直接影响到交易速度、网络存储需求和整体成本。

Blockstream首席执行官亚当·巴克在接受彭博社采访时表达了务实观点：“明智的做法是开始为比特币做好准备，并让人们可以选择将他们的密钥迁移到量子就绪的格式。”他进一步补充道，“用户有越长的时间将密钥迁移到托管机构和交易所，以便转移到量子就绪格式，整个比特币网络就越安全。”

被遗忘的资产与未竟之路

报告还提出了一个棘手的问题：网络应如何处理那些永远不会升级的钱&包？丢失的密钥、不活跃的账户和废弃的钱&包意味着，如果未来量子攻击成为现实，一部分资产可能将永久处于暴露状态，成为无法挽回的损失。

委员会最终总结道，一台具有密码学实际意义的量子计算机的实现，确实仍需比现有系统取得重大飞跃。然而，升级钱&包、交易所、托管机构和去中心化网络本身，就是一项需要多年才能完成的浩大工程。这正是选择现在发布报告的原因：让讨论建立在坚实的科学而非炒作之上，阐明实际存在的风险，从而帮助整个行业尽早做出切实可行的决策和迁移准备。