新聞加密貨幣以太坊L2 BB84取消交易簽名以對抗量子威脅

以太坊L2 BB84取消交易簽名以對抗量子威脅

作者: Coindoo·

重點速覽

  • •BB84自9月30日起在以太坊主網運行,以keccak-256哈希鏈帳戶取代ECDSA簽名,以降低未來量子攻擊的風險。
  • •網絡上的付款僅以橋接USDC和EURC結算,commit與reveal交易對用戶免費,並為每位收款人生成全新的一次性地址。
  • •未簽名commit中的前置交易漏洞在撰寫研究貼文期間被發現,並於10月21日透過「首個commit優先」規則修復,但惡意干擾與作惡排序器的風險仍然存在。
  • •該rollup沒有故障證明,按照L2BEAT的分級框架甚至達不到Stage 0,提款因而依賴於經許可的提議者。
  • •Hadamard提議哈希鏈驗證可作為EIP-7702風格或原生帳戶抽象模式在通用layer-2網絡上採用,更完整的論文正在為arXiv準備中。
以太坊L2 BB84取消交易簽名以對抗量子威脅

BB84是一條運行於以太坊主網、鏈ID為42069000的OP Stack rollup,已完全取消其網絡內的交易簽名,改以Lamport風格的哈希鏈取而代之,這一設計旨在削弱傳統密碼學面臨的長期量子威脅。該網絡自9月30日起在主網上運行。其創辦人以Hadamard為筆名發文,在10月24日的以太坊研究貼文中詳述了這一系統,並徵求批評性意見。

普通以太坊帳戶以ECDSA簽名授權交易,而運行Shor演算法的足夠強大的量子電腦可能破解這類簽名。目前尚無機器能夠做到這一點,但關於錢包私鑰暴露的警告促使開發者尋找替代方案——一旦帳戶發出交易,其密鑰便會公開可見。基於哈希的構造也是最古老後量子候選方案之一:Leslie Lamport於1979年提出了一種基於哈希的簽名方案,NIST的2024年後量子標準中也包含一種基於哈希的方案SLH-DSA。

哈希鏈帳戶,一步一步進行

每個BB84帳戶都由一個秘密構成,該秘密以keccak-256(以太坊自身使用的同一哈希函數)反覆哈希,形成一條數值鏈,其中只有最後一個數值是公開的。付款時,錢包揭示當前位置之前的那個數值,任何人只需哈希一次即可驗證。網絡隨後記錄該數值,並將帳戶沿鏈向下推進一步。

協議預設為每條哈希鏈1,000筆付款,而BB84的開發者CLI為每個一次性地址生成10步的鏈。即使付款本身失敗,該步也會被消耗,且鏈會拒絕任何以傳統方式簽名的交易。

付款僅以橋接USDC和EURC進行。commit和reveal兩種交易對用戶均免費,付款方為每位收款人創建一個全新的一次性地址。

安全性上的折衷

該貼文明確指出了設計的侷限。在網絡內部,一切都依賴於keccak-256難以逆向計算,而Grover量子搜尋演算法只能將其降至約2^128次運算。然而,地址被縮短至160位元,這使地址本身僅保留約2^80的量子抵抗力。BB84的文件宣稱具有128位元後量子安全性,卻未提及這一注意事項。以太坊主網本身也仍是ECDSA:存款來自普通以太坊錢包,提款也支付到普通以太坊錢包。

撰寫貼文期間發現的前置交易漏洞

揭示秘密會使其公開,因此任何監視者都可能將其複製到一筆付給自己的交易中。為防止這一點,錢包首先發送一筆commit交易,將該秘密鎖定到某一筆確切的付款,而不顯示其內容。reveal預設必須在五個區塊內跟進。

弱點在於commit不攜帶簽名,因為沒有東西可用來簽名。在最初版本中,新的commit會直接取代待處理的commit。攻擊者若在待處理的reveal中發現秘密,便可替換進一筆將該秘密綁定到自己付款的commit。Hadamard表示,團隊在撰寫貼文期間發現了這一漏洞,並以一項於10月21日生效的新規則修復。根據修訂後的規則,首個commit優先,槽位只有在對應的reveal或過期之後才會清空,錢包須等待其commit被寫入區塊後才能reveal,且公共RPC不暴露待處理交易。

修復未能覆蓋的風險

惡意干擾仍然可能:任何人都可以提交垃圾commit,將一個地址封鎖最多五個區塊,但無法轉移其資金。作惡的排序器是另一項殘餘風險:如果誠實的commit在reveal待處理期間過期或被重組移除,秘密便不再被鎖定。目前只有BB84自己的排序器能看到待處理交易。

Hadamard建議採用更嚴格的「Guy Fawkes」規則,即commit以附加而非取代的方式處理,但他表示尚未實現。文件比貼文走得更遠,聲稱commit與reveal機制意味著排序器無法竊取提款。

不可失數的錢包

由於每條鏈的步數固定,錢包必須在最後一步續期,即在該筆最終付款中加入新的承諾。如果錯過這一步,該地址便報廢。計數同樣至關重要:Hadamard表示,應用與鏈在生產環境中曾出現不同步,因此錢包必須能夠從鏈上數據重新同步。

這些秘密仍須像私鑰一樣妥善保護。CLI警告其錢包文件以未加密方式存儲支付密鑰,並將加密列為路線圖項目。取消簽名改變的是消費授權的方式,而非保守秘密的必要性。

提款依賴於受信任的營運者

BB84沒有故障證明。一個經許可的提議者透過一種立即解決的自訂爭議遊戲,將網絡狀態發布至以太坊。由於沒有證明系統,Hadamard寫道,按照L2BEAT的框架,這條鏈「甚至達不到Stage 0」。該框架依據用戶須在多大程度上信任營運者而非證明系統,將rollup從Stage 0評級至Stage 2。因此,提款須信任提議者。文件仍將提款描述為遵循OP Stack故障證明流程並有七天成熟期延遲,但正如Optimism的說明所述,故障證明的存在是為了讓錯誤狀態可被挑戰——而在此等待期間,任何東西都無法被挑戰。排序器同樣由BB84運營。

什麼會改變局面

貼文以一些超越單一鏈的問題作結。最大的問題是,哈希鏈帳戶能否成為通用layer-2絡上EIP-7702風格或原生的帳戶抽象驗證模式,這將使這一理念無須遷移至專用鏈即可使用。EIP-7702自2025年5月以太坊Pectra升級以來已上線,允許普通帳戶承載智能合約代碼。Hadamard補充說,額外的檢查足夠簡單,可用Optimism現有的Cannon工具進行證明;僅附加式的commit規則將同時彌補惡意干擾與排序器兩方面的缺口;包含完整規則的更詳盡論文正在為arXiv準備中。以太坊更廣泛的遷移工作載於其量子路線圖,還涵蓋驗證者簽名、數據承諾與證明系統。

本文僅供參考,不構成財務或投資建議。實驗性網絡存在技術與託管風險。

來源:Coindoo