撰文:Omkar Godbol
编译:AididiaoJP,Foresight News
量子计算对全球所有依赖加密技术的系统都构成潜在风险,从大型银行到政府网络,无一例外。但由于加密货币本身的去中心化特性和公开账本设计,它很可能成为最先被真正「检验」的技术。
「加密货币就是矿井里的金丝雀。」Quantum Xchange 首席执行官 Eddy Zervigon 在接受 CoinDesk 采访时直言。该公司专注于构建抵御量子攻击的网络安全基础设施,覆盖金融等领域。他明确指出,最早出现问题的地方大概率就是加密货币网络。
「因为它是去中心化的,所以会是最先被攻击的地方。」Zervigon 说,「一旦你在那里看到这种情况发生,就说明某个地方已经出现了具备密码学相关能力的量子计算机。」
所谓「具备密码学相关能力的量子计算机」,指的是能够有效运行 Shor 算法、破解比特币等加密货币所依赖的椭圆曲线密码学(ECDSA over secp256k1)的机器。这种算法可以高效解决椭圆曲线离散对数问题,从而从公开的公钥反推出私钥,进而控制对应钱包里的资产。目前,这样的机器还不存在。但业界对其出现时间的预估正在不断压缩,而不是向后推迟。
「像微软、IBM 以及其他投入数十亿美元开发量子计算机的公司,普遍认为具备商业相关、密码学相关能力的量子计算机会在 2029 年左右出现。」Zervigon 说,「这不是我自己编的,而是基于 IBM 的 Arvind Krishna 等人公开说过的话。」
这一时间预估与近期硬件和算法进展高度一致。今年早些时候,谷歌量子 AI 团队的研究显示,破解保护比特币、以太坊等主流加密货币的椭圆曲线密码学,所需物理量子比特数量已降至不足 50 万个,比此前常见的数百万量级估计减少了约 20 倍。研究还指出,在预计算部分固定参数的前提下,完成针对暴露公钥的攻击可能只需大约 9 分钟。考虑到比特币平均出块时间约为 10 分钟,这意味着攻击者在交易进入内存池后,有一定概率抢在确认前伪造签名并转移资金。这些发现促使包括谷歌在内的多方观察者,将所谓「Q 日」(Q-Day,即密码学相关量子计算机实际可用的时间点)的预估提前至 2029 年左右。
与此同时,美国白宫正力争在 2028 年前研发出强大的量子计算机,并计划在 2030 年前将高价值资产和联邦数据迁移至后量子密码学标准。「这就设定了时间表,制造了紧迫感。」Zervigon 说。
共识速度才是真正的风险因素
并非只有 Zervigon 指出,加密货币的核心弱点在于缓慢的治理流程,而非密码学本身。
德意志数字资产(Deutsche Digital Assets)将这一问题明确描述为传统金融与去中心化轨道之间的速度差异。
该机构在 7 月 23 日的分析中写道:「真正的区别——也是对『比特币特别脆弱』这一叙事的诚实回答——在于治理速度。」
它解释道,像摩根大通这样的投资银行,在升级密码学基础设施前,不需要征得数百万匿名全球参与者的同意。「它只需要董事会决议、预算和供应商。大型金融机构能够、也将会以更快、更安静、更可预测的方式迁移到后量子标准,这远超去中心化的公有区块链。这不是在反对比特币,而是在呼吁认真对待它的治理过程。」
学术研究进一步印证了这一判断。2024 年发表在 arXiv 上的论文《比特币实现量子安全所需的停机时间》指出,比特币的升级历史本身就是警示先例。
研究人员写道:「在任何升级流程启动之前,必须在比特币矿工中就升级的具体细节达成 90% 的共识。历史上,对比特币网络的重大改动都遭遇了高度阻力。一个显著例子是 2017 年的 SegWit 升级。」
那次升级在社区中引发了严重分歧,最终导致比特币区块链通过硬分叉分裂出多个版本,催生了比特币现金(Bitcoin Cash)和比特币黄金(Bitcoin Gold)网络。论文还估算,即使在最理想条件下(网络全部带宽用于升级、零额外开销),将当前所有易受量子攻击的未花费交易输出(UTXO)迁移到后量子安全地址,累计所需处理时间的下限也约为 76 天。如果分摊到更长时间,就会显著拖慢正常交易速度。更关键的是,由于存在「即时攻击」风险——用户一旦发起交易暴露公钥,攻击者就可能在出块前完成破解——整个迁移必须在具备密码学相关能力的量子计算机出现之前全部完成,否则已有资产仍可能暴露。
因此,后量子密码学算法本身(如 NIST 已标准化的 ML-DSA 等)可能及时就绪,真正不确定的是,比特币的治理层能否在足够短的时间内达成足够高的共识,并完成全网部署。
「Q 日」不是一个时间点,而是一个趋势
市场往往将量子威胁建模为二元事件:加密算法在某个具体日期前都有效,之后突然全面失效。Zervigon 认为这种框架是错误的,它低估了风险实际开始显现的时间之早。
「大家都在谈能够破解算法的那一刻。」他说,「你其实不需要在一个瞬间完成破解才能达到效果。如果我花三个月或六个月解密出仍有价值的数据,我已经实现了同样的目标。」
这就压缩了通常的时间计算。量子计算机并不需要足够的吞吐量在实时内破解签名才构成威胁,它只需要足够的吞吐量,在底层数据或资金失去偷窃价值之前完成破解即可。现实中,已经有相当比例的比特币(研究估计约三分之一左右,对应数百万枚)其公钥已永久暴露在链上,这些资产一旦量子计算机可用,就可能面临「静态攻击」——攻击者可以慢慢计算,无需与出块时间赛跑。
对整个加密行业而言,这既是预警,也是压力测试。传统金融机构可以凭借中心化决策快速迁移,而比特币等公链的去中心化优势,在面对需要高度协调的外部技术威胁时,反而可能变成落地障碍。业界普遍认为,技术解决方案已经存在,真正的考验在于治理能否跟上时间窗口。
加密货币或许会成为量子时代最早发出警报的领域。一旦金丝雀倒下,更广泛的金融基础设施也将不得不正视同样的挑战。
