
根據加密貨幣交易所 Coinbase 發布的一份報告,權益證明(Proof-of-stake)區塊鏈可能更容易受到未來量子運算攻擊的影響,因為用於保護這些網路的驗證者簽名所依賴的密碼學,最終可能被足夠強大的量子電腦破解。
這份由 Coinbase 旗下「量子運算與區塊鏈獨立諮詢委員會」於週二發布的報告,探討了量子運算的進展如何影響數位資產的安全性。
Coinbase 諮詢委員會的一位發言人告訴《Decrypt》:「準備密碼學過渡的最佳時機是在情況變得緊急之前。」他補充道:「我們的看法是,客戶資產目前是安全的,但業界不應將『非迫在眉睫』與『不重要』混為一談。」
像以太坊(Ethereum)和 Solana 這樣的權益證明網路,依賴加密簽名(以太坊驗證者使用 BLS 簽名,Solana 驗證者和用戶使用 Ed25519 簽名)來幫助網路就區塊達成共識並維持一致性。
諮詢委員會表示:「權益證明鏈在其驗證者用於保護網路的簽名方案中存在弱點。」「這意味著權益證明面臨的挑戰不只是升級錢包;核心共識機制的一部分本身可能需要重新設計。」
報告指出,以太坊開發者最近的工作,包括共同創辦人 Vitalik Buterin 在二月提出的一項建議,旨在用抗量子替代方案取代 BLS 驗證者簽名、KZG 承諾和 ECDSA 錢包簽名。
Coinbase 的「量子運算與區塊鏈獨立諮詢委員會」於一月成立,匯集了學術界和業界專家,旨在研究量子運算的進展如何影響區塊鏈安全性,並提出長期解決方案。該委員會成員包括來自史丹佛大學、德州大學奧斯汀分校、以太坊基金會、Eigen Labs、巴伊蘭大學和加州大學聖巴巴拉分校的研究人員。
該委員會還指出,加密錢包使用的數位簽名是另一個主要的長期弱點。這些簽名用於證明加密貨幣的所有權並授權交易。如果被破解,攻擊者可以冒充錢包所有者並轉移他們的資金。公開金鑰在鏈上可見的錢包被認為是最容易受到攻擊的。報告估計,約有 690 萬枚比特幣屬於這一類別。
報告指出,目前的加密貨幣系統仍然安全,因為能夠破解現代密碼簽名的量子電腦尚未問世。能夠做到這一點的機器需要比今天的量子系統強大得多。
儘管許多關於量子威脅的討論都集中在比特幣上,但該委員會表示,根據目前的理解,比特幣網路的核心基礎設施——包括其挖礦過程、哈希函數和歷史分類帳——並未被認為具有顯著的漏洞。
諮詢委員會表示:「理論上,運行 Grover 演算法的量子電腦可以比傳統電腦更快地解決工作量證明挑戰。」「然而,就目前工作量證明難題的規模而言,在量子電腦上運行 Grover 演算法所需的開銷超過了其理論上的優勢。」
專家警告說,將區塊鏈轉移到抗量子密碼學會帶來技術挑戰,因為量子安全簽名比目前的簽名大得多,這可能會影響交易速度、儲存和成本。
Blockstream 執行長 Adam Back 在最近接受彭博社採訪時表示:「謹慎的做法是準備比特幣,並讓大家有機會將他們的金鑰遷移到量子就緒的格式。」「比特幣用戶、託管方和交易所將他們的幣遷移到量子就緒格式的時間越長,就越安全。」
該報告也提出了網路應如何處理從未升級的錢包問題。遺失的金鑰、不活躍的帳戶和被棄用的錢包意味著,一旦量子攻擊成為可能,部分資產可能仍會面臨風險。
諮詢委員會表示:「一台與密碼學相關的量子電腦仍然需要比目前的系統有重大飛躍,但升級錢包、交易所、託管方和去中心化網路是一項需要多年努力的工作。」「這就是為什麼我們希望現在發布這份報告:將討論建立在科學而非炒作的基礎上,概述實際存在的風險,並幫助業界提早做出實際的遷移決策。」