比特币与量子计算机。图片来源:Reve AI

七国集团(G7)网络安全工作组呼吁各国政府和企业尽快启动后量子密码迁移。尽管实用级量子计算机何时到来仍存在不确定性,但其对现有公钥密码体系的潜在威胁,正被视为可能早于预期到来。对于同样依赖公钥密码完成交易签名和密钥管理的加密货币网络而言,量子安全问题也正迅速升温。

据区块链媒体Cryptopolitan 9月5日报道,G7网络安全工作组于9月3日发布题为《为后量子时代做准备:行动呼吁》的报告。报告称,政府和企业应在量子计算机具备破解现有加密体系能力之前,提前启动向后量子密码体系的迁移。

G7并未给出量子计算机商业化的明确时间表,但指出,近期一系列技术进展正在强化市场预期,即未来可能出现具备破解广泛应用公钥密码体系能力的量子计算机。

在各类风险中,G7尤其警示“先收集、后解密”攻击。所谓“先收集、后解密”,是指攻击者先行获取当前仍处于加密状态的数据,待未来量子计算能力成熟后再实施解密。

这一风险同样引发区块链行业关注。由于区块链交易记录以及部分公钥信息会被长期保存,即使当前被认为安全的密码机制,未来也可能面临量子计算攻击。基于此,G7建议,除研发新算法外,还应同步推进国家层面的政策制定和研究,加强政企协作,并建立纳入后量子技术要求的采购标准等配套机制。

欧盟方面已提出更具体的时间安排。欧盟去年6月推出后量子密码迁移联合实施路线图,要求成员国最迟于2026年底前启动迁移。对于高风险系统,欧盟要求立即启动相关工作,并以2030年前完成迁移为目标。由此可见,后量子应对已不再只是单纯的技术议题,而是进一步延伸至网络安全规范和采购政策层面。对企业而言,若推进滞后,合规和竞争力压力都可能随之上升。

主要区块链网络也已开始布局量子安全应对。比特币社区目前正在审议旨在降低长期量子攻击风险的软分叉提案BIP-360。该提案计划移除Taproot中相对更容易受到量子攻击的“密钥路径”支出方式。

不过,BIP-360并不足以覆盖所有量子攻击场景。针对内存池(mempool)交易的攻击,业内普遍认为,可能仍需在网络层面正式引入后量子数字签名机制。目前,BIP-360何时激活仍未确定。

以太坊则在筹备更大范围的升级。以太坊联合创始人Vitalik Buterin今年2月在路线图中提到,验证者BLS签名、KZG承诺、ECDSA账户签名,以及应用层零知识证明,都是向后量子体系迁移的重点领域。以太坊计划在2029年前搭建后量子核心基础设施,但也有观点认为,整个网络完成实际迁移可能需要更长时间。

成本被普遍视为迁移面临的主要障碍之一。目前广泛使用的secp256k1曲线ECDSA签名大小约为64字节,而后量子签名方案所需数据量可能显著增加。按美国国家标准与技术研究院(NIST)标准化方案参数计算,ML-DSA-87签名大小约为4627字节;此前Dilithium-5参数集的签名大小也约为4595字节。

签名数据膨胀将推高区块链存储和网络带宽负担,进而抬升交易处理成本。在去中心化网络中,节点运营成本上升还可能进一步影响网络结构本身。

因此,市场分析认为,加密货币行业当前最现实的风险,未必是量子计算机短期内直接“攻破”比特币或以太坊,而是迁移过程本身所面临的复杂挑战。

这些挑战包括:围绕新型签名体系形成社区共识并推进协议开发,更大签名数据带来的基础设施压力,以及如何处理公钥已经暴露的旧版钱包等问题。

与此同时,量子计算技术本身的发展速度仍是重要变量。Google Quantum AI今年3月发布研究结论称,破解256位椭圆曲线密码所需资源可能远低于此前估计。Google还表示,计划在2029年前完成其自身系统的后量子密码迁移。

美国也在进一步细化加密体系迁移标准。NIST在IR 8547草案中提出,2030年起将逐步淘汰112位安全级别的ECDSA,并在2035年起禁止使用ECDSA。

在这一趋势下,加密货币网络是否具备量子安全应对能力,未来或将不再只是安全层面的讨论,也可能成为衡量业务竞争力和合规水平的重要指标。随着G7发出行动呼吁,比特币、以太坊等主要区块链网络如何细化后量子密码迁移路线,正成为市场关注的重点。

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