Google最新的量子運算成果，使比特幣面臨一個更長期的問題更加尖銳：若與密碼學相關的量子硬體成為可行，哪些持倉會最先暴露，其持有者又該如何遷移？

在10月15日的公告中，Google Quantum AI表示，其Willow處理器在準備特殊量子態時將錯誤率降低約40倍。這項實驗涉及容錯量子電腦的一個組成部分，而非攻擊比特幣數位簽章所需的完整系統。

Willow展示了什麼

這項名為"Magic state cultivation on a superconducting quantum processor"的研究，探討如何準備許多糾錯架構所支援的基本運算集之外所需的資源。這些資源被稱為魔術態（magic states）。

量子電腦執行某些運算時會消耗魔術態。因此，一項漫長而複雜的計算，除了執行計算的硬體之外，還需要持續供應可靠的量子態。

培育（cultivation）過程從一個不完美的量子態開始，並透過協調的檢查來保留更高品質的結果。研究人員報告約99.99%的邏輯態保真度，錯誤率比其量子態注入基準低約40倍。

該結果伴隨一個重要的取捨：在包括製備與測量過程中執行的檢查在內的篩選程序之後，僅約8%的嘗試被保留。因此，所報告的保真度描述的是被保留的量子態，而非一台持續執行大型計算的完整機器的輸出率。

因此，這項公告不應被解讀為攻擊比特幣所需資源減少40倍。Willow展示了該製備方法在硬體上可行，但建造一台能維持密碼學金鑰還原所需品質、規模與吞吐量的容錯量子電腦，仍然是一項龐大得多的任務。

鏈上已公開可見的公鑰將面臨第一波風險

比特幣使用數位簽章來證明交易已獲授權。持有者以私鑰簽署，網路則以對應的公鑰驗證簽章。

一台執行Shor演算法、能力足夠的量子電腦，原則上可以從公鑰推導出私鑰，然後建立有效的簽章。這種攻擊不需要竊取持有者的硬體錢包、入侵電腦或取得恢復助記詞。

公鑰保持可見的時間長短是風險的核心。長期暴露攻擊針對的是區塊鏈上已可取得的金鑰，讓未來的攻擊者擁有嘗試金鑰還原所需的任意時間。短期暴露攻擊則始於公鑰出現在等待確認的交易之後，時間窗口窄得多。

許多早期的挖礦獎勵使用pay-to-public-key輸出，在幣尚未花費時即公開公鑰。暴露源於花費條件，而非單純的幣齡。現代持倉若其金鑰曾在較早的交易中被公開，或使用Taproot輸出，也可能面臨長期暴露風險。

Taproot規範使用支援直接基於簽章花費的輸出公鑰。這並不代表Taproot在今天不安全，但意味著較新的地址格式並不會自動隱藏與未來可能的量子金鑰還原攻擊相關的公鑰資訊。

冷儲存對抗一般竊盜仍有價值，因為它保護私鑰免於線上入侵。但它無法移除已發布在區塊鏈上的公鑰。

未來的攻擊仍需要遠超Willow的機器

另一項由Google主導的資源研究，描述了在特定假設下攻擊比特幣橢圓曲線簽章未來可能需要什麼。它並非對Willow已展示能力的描述。這類資源估算將量子威脅轉化為具體的硬體需求，為開發人員與研究人員提供可追蹤的量化基準。

該研究採用對未來超導架構的假設——包括10 -3的物理錯誤率、平面連接性與快速控制系統——估計相關電路可在一分鐘內以不到50萬個物理量子位元執行完畢。

對於一台「已預備」的快速時脈機器，該論文建模出在公鑰可用後平均約九分鐘的金鑰還原時間。該時間取決於事先的計算，以及控制系統的反應速度，而目前的硬體尚未在所需規模上展示這些能力。

該模型還估計，一次九分鐘的計算每秒需要約50萬個足夠可靠的T態。這是持續的產量需求，而非機器中的量子位元數量。

該硬體估計已納入高效的魔術態製備方法。因此，若將此數字除以Willow的40倍錯誤率降低，將會重複計算進展：某一實驗性製備方法的錯誤率降低，並不等同於整個密碼學攻擊成本的等比例下降。

保護未來的輸出不會自動解決歷史遺留問題

比特幣開發者正在考慮針對量子暴露不同階段的提案。BIP 360提出Pay-to-Merkle-Root（P2MR），這是一種草案軟分叉輸出類型，移除了Taproot暴露的金鑰路徑花費。

P2MR旨在透過避開使Taproot輸出在花費前容易受攻擊的金鑰路徑，來降低長期暴露風險。一旦金鑰在等待於記憶體池（mempool）中的交易中被公開，它便無法提供完整保護。該BIP的作者表示，防禦這類較短期的攻擊可能需要後量子簽章。

從比特幣現有簽章遷移的擬議方案將帶來額外挑戰。BIP 361是一項資訊性草案提案，取決於另一項仍未確定的後量子簽章提案。其建議的五年過渡期只在啟用後才開始；它並非比特幣持有者的現行期限。

休眠持倉是最困難的遷移問題。失去私鑰存取權的持有者無法授權轉入更強的保護。但不活躍並不能證明幣已被放棄，因此任何限制未遷移持倉的規則，也可能影響日後回歸的合法持有者。

當前的重點是準備，而非恐慌

Willow實驗中的任何內容，都不意味著比特幣持有今天需要進行緊急轉帳。相關問題在於某個輸出是否已公開公鑰，而非其持有者是否將私鑰存放在硬體錢包中，或該地址是否只是看起來老舊。

比特幣更艱鉅的任務，是在與密碼學相關的量子硬體出現之前，建立並採用一條遷移路徑。新的輸出類型需要達成共識，錢包與託管軟體需要支援它們，持有者也需要切實可行的方式轉移現有資金。

這一過程可能比創建新的地址格式耗時更長，尤其是對於老舊或無法存取的幣。比特幣已有針對未來保護的草案提案，但尚無已啟用的後量子遷移路徑。目前，值得關注的具體指標是BIP 360與BIP 361是否從草案狀態向前推進，以及量子硬體的進展是否從Willow這類單一組件展示，延伸至資源研究建模的容錯機器。

本文僅供資訊參考，不構成財務或投資建議。