AmericanFortress的研究人员提出了一种密码系统，旨在保护比特币及其他区块链钱包免受未来量子计算攻击，且无需用户更改现有钱包地址。

AmericanFortress是一家总部位于怀俄明州的公司，专注于区块链安全、抗量子密码学和数字资产基础设施。该公司在一篇题为《ZKPoSP：用于分层确定性钱包的抗量子零知识证明》的论文中阐述了其方案。该系统用零知识证明替代传统的椭圆曲线数字签名，同时与支撑大多数现代加密货币钱包的分层确定性钱包标准保持完全兼容。

该研究聚焦于专家所称的"Q-Day"——即容错量子计算机能够运行Shor算法、从公钥推导出私钥的预期时刻。这一突破将削弱保护比特币及众多其他区块链的椭圆曲线密码学。虽然目前尚不存在具有密码学意义的量子计算机，但美国国家标准与技术研究院已于2024年8月敲定了其首批抗量子密码标准，表明政府和业界认为该威胁已严重到需要开始大规模准备的程度。

研究人员写道："量子硬件的最新进展，包括Google的Willow处理器，已大幅缩短了实现具有密码学意义的量子计算机的时间表。在区块链领域，BIP32、BIP44和SLIP-10等地址和密钥派生标准是钱包管理的主导基础设施，运行Shor算法的量子计算机可以从相应的公钥恢复任何椭圆曲线私钥，威胁当今生产环境中的每一个钱包。"

该提出的系统不要求用户将资金迁移到新的抗量子地址，而是用零知识证明替代数字签名，验证钱包助记词的所有权。由于助记词本身保持秘密，作者认为，即使个别私钥被量子对手破解，合法所有者仍可证明其对钱包的控制权。

论文引入了两个关键组件：ZKPoSP（零知识种子来源证明）和QBIP32——一种密钥派生方案，旨在支持多种椭圆曲线，同时与现有的分层确定性钱包保持兼容。据该研究，AmericanFortress团队使用Rust语言在RISC Zero零知识虚拟机上实现了该系统。原型基准测试显示，证明生成时间约为12至13秒，验证时间约为9至10毫秒。论文还描述了一种Q-Day后操作模式，可缩短某些操作的证明时间。

该研究尚未被任何区块链网络采纳。任何实际部署都需要开发者、钱包提供商、交易所、矿工和终端用户的协同采纳——这一障碍在历史上使得即使是温和的比特币协议变更（如2017年SegWit激活前长达数年的辩论）也充满争议。

比特币面临尤为严峻的量子漏洞，因为在链上花费比特币会暴露其公钥。一台足够强大的量子计算机可以利用这些暴露的公钥推导出私钥，并伪造有效的交易签名。

该论文是旨在为区块链网络应对后量子未来的一系列行业举措中的最新一项。本月早些时候，Project Eleven提出了一种抗量子恢复机制，允许用户在Q-Day之后通过助记词而非数字签名来证明比特币钱包的所有权。今年3月，BTQ Technologies在一个专用的"Bitcoin Quantum"测试网上发布了BIP-360的首个工作实现，以评估抗量子交易格式。

今年5月，区块链分析公司Glassnode估计，约604万枚比特币（约占流通供应量的30%）的公钥已经公开暴露。同月，美国商务部宣布为量子计算公司和制造项目提供超过20亿美元的资金。

上周，包括BlackRock、Coinbase、Strategy、Fidelity Digital Assets、Galaxy等在内的多家行业主要参与者成立了比特币安全联盟，承诺在三年内投入1500万美元，用于支持比特币安全研究及防御量子攻击。