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StarkWare称抗量子比特币交易已在主网完成确认

作者: Cryptopolitan·

要点速览

  • StarkWare表示,其已完成首笔在主网上获得确认的抗量子比特币交易。
  • 该交易采用了Quantum-Safe Bitcoin这一基于哈希的方法,旨在减少对易受Shor算法攻击的椭圆曲线签名的依赖。
  • 由于该方法在比特币中继策略下被视作非标准交易,StarkWare将交易直接发送给了矿工。
  • 该公司表示,该方法无法保护已经暴露的比特币,仅用于保障受保护的比特币。
  • StarkWare及Eli Ben-Sasson表示,长期修复仍需要协议层面的软分叉。
StarkWare称抗量子比特币交易已在主网完成确认

StarkWare是开发StarkNet以太坊扩容网络及零知识STARK证明技术的以色列公司。该公司周三表示,其已完成首笔在主网上获得确认的抗量子比特币交易,将比特币转入一种基于哈希的结构,旨在防范可能利用Shor算法发起的攻击。该公司称,这一演示不仅对比特币意义重大,对其他依赖椭圆曲线签名并面临类似风险的主要区块链同样重要。

该问题为何受到关注

其潜在威胁并不复杂。如果比特币公钥在公开记录中暴露,一台足够强大的量子计算机运行Shor算法,便有可能推导出相应的私钥并试图窃取资金。

根据Glassnode Research的数据,共计604万枚BTC(占该加密货币总供应量的30.2%)在静态存储状态下存在量子暴露风险。其中,192万枚BTC因输出类型而在结构上暴露,412万枚BTC则因地址重复使用和托管行为等做法而在操作层面暴露。

Glassnode的衡量标准适用于那些在被花费之前公钥就已公开的比特币。另一类风险则出现在花费过程中原本隐藏的公钥被公开之时。

目前尚无能够实施此类攻击的量子计算机。不过,Google的研究人员在2026年估算,攻破比特币的secp256k1曲线需要1200个逻辑量子比特加9000万个Toffoli门,或1450个逻辑量子比特加7000万个门。基于超导架构的模拟显示,不到50万个物理量子比特可能就足够了。这一问题已超出加密货币范畴:美国国家标准与技术研究院于2024年8月发布了首批正式定稿的后量子密码标准,这是推动各行业摆脱大型量子计算机最终可能破解的密码体系的更广泛努力的一部分。

StarkWare方案的运作原理

StarkWare的演示针对的是这样一个问题:在标准比特币支付中,私钥可能在传输过程中暴露。在这种情况下,量子攻击者有可能在交易获得确认之前计算出私钥,并抢在原始支付之前完成操作。

StarkWare应用部门总经理Avihu Levy创造了Quantum-Safe Bitcoin(QSB,抗量子比特币),在不更改比特币共识协议的前提下解决这一弱点。该方法基于Binohash,将协议中易受量子攻击的部分转化为一个依赖RIPEMD-160抗原像性的“哈希转签名”难题,而不依赖会被Shor算法破解的椭圆曲线假设。基于哈希的密码学是最古老的后量子技术之一,标准化后的后量子签名方案中已包含基于哈希的设计。

在广播交易之前,发送方需在链下执行资源密集型计算。按照Levy提出的设置,QSB在理论上能够在Shor威胁模型下提供约118位的第二抗原像性。量子攻击者仍可从Grover算法带来的二次加速中获益,但无法获得Shor算法针对椭圆曲线密码学所具备的指数级优势。

Levy的研究成果于2026年4月公开,StarkWare工程师Tomer Giladi在使用该方法部署首笔主网交易的过程中发挥了关键作用。

测试的局限性

该方法存在实际限制。根据Levy的研究,生成一笔交易所需的链下GPU计算成本约为75美元至200美元,而研究摘要称相关金额可能达到数百美元。视GPU可用情况而定,计算可能需要数小时才能完成。

此外,QSB交易在比特币中继策略下可能被视作非标准交易,这意味着它们无法通过常规的内存池路径传播。因此,StarkWare将其交易直接发送给一家矿工,由最大的上市比特币矿业公司之一MARA通过Slipstream服务将其打包上链。该公司运营这一服务正是为了直接接收交易,而非经由公共内存池。

该公司还强调,QSB无法保护Glassnode所认定已暴露的604万枚BTC。如果攻击者有足够时间观察某个公钥并在之后推导出私钥,那么攻击无需等待相关交易发生即可实施。QSB旨在为受保护的比特币提供安全保障,而非解决比特币整体的量子风险问题。

StarkWare为何仍希望进行软分叉

Levy与StarkWare首席执行官Eli Ben-Sasson(他是支撑该公司技术的STARK证明的共同发明人)均表示,长期解决方案仍是协议层面的升级。BIP 360提议将Pay-to-Merkle-Root(即P2MR)作为一种新的输出类型,旨在帮助用户从易受量子攻击的签名路径迁移出去。BIP 361则提议分阶段淘汰传统的ECDSA和Schnorr签名。该提案还指出,截至2026年3月1日,超过34%的比特币已在链上暴露过公钥。

比特币改进提案是更改协议的设计文件,将其中任何一项作为软分叉激活都需要开发者、矿工和用户之间的广泛共识,而历史上的这一门槛使得有争议的升级进展缓慢且罕见。

Ben-Sasson将StarkWare的演示描述为临时缓冲,而非永久解决方案。

“Avihu的突破非常重要,因为它带来了我们以及这一资产本身都需要的心理上的安心。”

他此前曾将加密行业对这一威胁的应对比作泰坦尼克号上的乘客。在周三的测试之后,他表示此次演示表明“那里有救生艇”。

随着消息传开,比特币交易价格接近78,620美元。