新闻加密货币比特币 vs. 以太坊:迈向后量子钱包的两条路径

比特币 vs. 以太坊:迈向后量子钱包的两条路径

作者: NFTENEX·

要点速览

  • •NIST于2024年8月定稿了首批三项后量子密码学标准,包括ML-DSA和SLH-DSA数字签名方案,为区块链开发者提供了明确的算法目标。
  • •公钥只有在外发交易时才会暴露因此从未发送过交易的地址中的资金尚未向量子攻击者可能瞄准的密钥敞开口子。
  • •比特币已起草的BIP-360提议引入支付到抗量子哈希的输出类型,但现有代币仍需持有者自愿迁移,部分休眠输出可能永远不会移动。
  • •以太坊的ERC-4337账户抽象允许合约钱包在钱包层面无需硬分叉即可验证后量子签名,但完整的网络过渡仍需要算法标准化、Layer 2兼容性以及执行层更新。
  • •两条网络的迁移体验不同:以太坊智能合约钱包用户或可在不转移资产的情况下升级签名逻辑,而比特币持有者必须将资金转移至新地址类型,在过渡期间短暂暴露公钥。
比特币 vs. 以太坊:迈向后量子钱包的两条路径

比特币与以太坊正从相反的方向应对同一个长期安全挑战。后量子钱包用以设计上能够抵抗量子计算机攻击的算法取代当今的密码学签名,目前两条网络都在权衡如何——以及多快——完成这一过渡。比特币的路径依托保守的协议升级和自愿的钱包迁移,而以太坊的可编程账户模型则通过基于合约的签名逻辑提供了另一条途径。两条网络均未部署强制性的后量子过渡,其时间表取决于标准的采用、钱包软件的支持以及广泛的用户协调。

为什么量子风险始于钱包密钥

每个加密货币钱包都依赖一对密钥:授权交易的私钥和任何人都可以验证的公钥。当今的签名方案——包括比特币和以太坊都使用的椭圆曲线密码学——用经典硬件在计算上极难破解。足够强大的量子计算机在理论上可以从已暴露的公钥逆向推导出私钥。这一风险的理论基础是Shor算法,一种能够高效求解椭圆曲线密码学所依赖的离散对数问题的量子方法。

为什么密钥暴露至关重要

暴露窗口比看上去要窄。钱包地址是公钥的哈希,而不是公钥本身,这意味着存放在从未发送过交易的地址中的资金尚未向网络透露其底层公钥。当钱包广播交易时,风险随之上升:此时公钥在内存池——即待处理交易的队列——以及链上变得可见。接收地址与已暴露公钥之间的这一区别,是两条网络制定防御方案的核心考量。

一个具体的算法基础已经存在。2024年8月,美国国家标准与技术研究院(NIST)定稿了其首批三项后量子密码学标准——其中两项为数字签名方案ML-DSA和SLH-DSA,另一项为ML-KEM密钥封装机制——这为区块链开发者提供了明确而非变动的目标,并加速了两条网络的实务规划工作。

比特币的路径:保守的钱包迁移

比特币的变更过程刻意保持缓慢并以共识为驱动。任何签名方案的变更都需要一项比特币改进提案(BIP)在激活前获得开发者、矿工和节点运营者的广泛共识。BIP-360已被起草,旨在引入一种支付到抗量子哈希(pay-to-quantum-resistant-hash)的输出类型,这是在比特币现有框架内提出的早期后量子地址标准正式提案。

升级协调

引入新的地址类型并不会自动保护现有资金。遗留地址中的代币需要由钱包持有者主动转移到新的抗量子输出格式。这造成了大规模的协调难题:由机构托管方、硬件设备和长期沉睡持有者控制的钱包都需要完成软件更新,迁移才能被视为完成。某些输出可能永远不会移动,从而在潜在脆弱的地址类型中无限期地留下一批残余代币。

遗留地址的考量

休眠资金的处理是比特币后量子规划中最激烈的争论之一。归属于中本聪及其他早期参与者的代币存放在支付到公钥(pay-to-public-key)输出中,这种格式直接暴露公钥而非对其进行哈希。任何使此类失效或冻结的协议变更都将是一项极具争议的治理行动。更可能出现的结果是设立自愿迁移窗口,让自托管的用户有时间和工具迁移到更安全的地址类型,而不强制淘汰遗留格式。任何担心比特币遭受成功密码学攻击这一灾难性情景的人都应当明白,真正的风险敞口恰恰在于这些未受保护、长期静止的输出。

以太坊的路径:可编程账户升级

以太坊的账户模型具备比特币的UTXO(未花费交易输出)结构默认所不具备的灵活性,前者追踪单个代币而非账户余额。除了标准的外部拥有账户之外,以太坊还支持智能合约钱包——有时称为合约账户——它们可以编码任意的签名和授权逻辑。The Defiant已报道了这些不同的架构如何影响各网络的后量子升级选项。

账户抽象与可编程签名

ERC-4337账户抽象标准允许钱包将ECDSA(椭圆曲线数字签名算法)签名替换为合约支持的任何有效密码学方案。原则上,钱包开发者今天就可以部署一个验证后量子签名算法的合约钱包,以取代或并行于传统的椭圆曲线校验。在钱包层面,这不需要对基础协议进行硬分叉——只需一个兼容的合约实现以及愿意将资金迁移至该合约的用户。以太坊更长期的Strawmap路线图还概述了超越钱包层面的后量子和L1隐私目标,表明核心开发者社区将其视为一项多年期、多层级的工程,而非单次升级。

剩余的迁移约束

可编程性降低了钱包层面变更的协调门槛,但并未消除协议层面的工作需求。以太坊完整的后量子迁移仍需要标准化可接受的算法、确保Layer 2系统和跨链桥正确处理新的签名类型,并更新在执行层验证签名的预编译合约或操作码。灵活性加速了技术娴熟的钱包用户的试验和早期采用,但全网范围的过渡仍取决于与比特币相同的要素:最终定稿的密码学标准、钱包软件支持以及用户行动。

两条网络,两种迁移体验

实际的迁移体验可能有所不同。使用多签或智能合约钱包的以太坊用户或许无需将资产转移到新地址即可升级签名逻辑,从而消除一个摩擦点。相比之下,在大多数提议方案下,比特币持有者需要广播一笔交易,将资金从旧地址类型转移至新地址类型——而这一本意在于保护的转移过程本身会短暂暴露公钥。双方的协议设计者都清楚这一引导难题。

对于关注这一领域的钱包持有者而言,无论使用哪条网络,值得跟踪的信号都是相同的:NIST标准化的后量子算法何时被集成到生产级钱包软件中、主要硬件钱包厂商何时发布固件支持,以及各协议社区何时发布带有可信时间表的具体迁移指南。比特币和以太坊均尚未达到这一阶段,两条网络也都没有将后量子安全呈现为迫在眉睫的紧急事件。当前正在奠定的基础——例如BIP-360等提案以及以太坊的可编程账户实验——是为密码学家们虽然无法确定时间表却严肃对待的威胁远景所做的基础设施工作。

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来源:NFTENEX