目錄

• 你可能想知道的事
• 主要議題
• 關鍵見解表
• 後續…

你可能想知道的事

• 現行以太坊存款合約如何限制驗證者採用後量子密碼學？

• 為了使質押相容於更大且可變長度的金鑰及未來的憑證方案，提議做出哪些變更？

主要議題

以太坊開發者已提交一項草案提議，旨在替換網路現有的驗證者存款合約。當前合約對 BLS12-381 公鑰及相關簽名元資料編碼了固定大小的假設（公鑰為 48 字節，簽名元資料為 96 字節）。這些固定的尺寸造成一個僵化的介面，無法容納許多後量子（PQ）簽名或金鑰方案，這些方案通常需要顯著更大或可變長度的表示方式。

該草案 EIP 引入了一個新的存款合約，接受可變長度的金鑰和憑證元資料，每項最多 8,192 字節。每筆存款都必須標明其使用的憑證方案；方案編號零保留給傳統的 BLS 方案。EIP 本身並不定義新的 PQ 憑證方案，將此任務留給未來的規範工作。這種分離讓存款合約保持通用且具向前相容性，同時將密碼學細節延後到後續標準中處理。

擬議的合約在三種不同模式中運作：停用（不接受存款）、啟用 BLS（允許傳統 BLS 存款）以及 BLS 退役。退役模式是不可逆的：一旦系統呼叫將合約轉入 BLS 退役，提案指出之後不得再有呼叫重新啟用基於 BLS 的上鏈。 此不可逆的退役防護是一項關鍵功能，旨在防止將來重新引入可能對量子攻擊脆弱的密碼原語。

設計上將存款資料傳遞到共識層，而不在存款合約本身內嵌密碼學驗證邏輯。實務上，這意味著合約將攜帶標識憑證方案的元資料與原始憑證位元組，而共識如何驗證並使用這些憑證的細節則由後續的 EIP 與協調的客戶端更新來定義。因為執行層合約與共識層邏輯都必須接受新格式，該提案將需要橫跨兩層的協調網路升級。

在草案提交時，幾項操作細節仍未解決。拉取請求被標記為草案，待 EIP 編輯審查，作者有意保留部署合約地址、部署位元碼和啟動時間戳未定。這些是實作層面的選擇，需要規範作者、客戶端團隊和驗證者運營者之間進一步協調。

提案作者也強調，PQ 遷移的密碼學環境仍未穩定。某位共同作者總結了著名密碼學家討論時指出的不同 PQ 候選方案之間的折衷。基於雜湊的簽名系列（例如由 NIST 標準化的無狀態變體）看起來具吸引力，因為它們依賴區塊鏈系統已信任的假設，且可以實現為較大但有界的尺寸（數千字節等級）。然而，其他 PQ 構造可能更為緊湊，但會引入操作性限制，例如有狀態性或使用計數器，若誤用可能導致密鑰外洩。

實務考量很重要：許多 PQ 替代方案對比目前基於橢圓曲線的方案，會帶來更大的金鑰與簽名尺寸。草案合約允許每項 8,192 字節，反映了嘗試設定一個實際上限，以容納許多基於雜湊及其他 PQ 候選方案，同時與無界設計相比，保持合約儲存與 calldata 成本在可管理範圍內。

過渡規劃亦認識到，相當比例的鏈上 ETH 風險已來自已揭露公鑰的地址。分析顯示，多數 ETH 與其公鑰已在鏈上可得的帳戶相關聯，這增加了為被質押資產設計遷移路徑的緊迫性，以便即使量子能力的對手出現也能保護資金。合約層級的變更是朝更廣泛過渡邁出的早期具體步驟，但單靠它並非完整解決方案。

作者警告說，後量子遷移不是一個簡單或一步到位的升級。它需要社群在密碼學選擇上取得共識、在共識與執行層更新客戶端軟體、謹慎的部署時機，以及在適當情況下明確且不可逆的治理機制。在為驗證者標的實現閾值/彙總機制標準化之前，存款合約主要提供必要的通路，將較大的憑證帶入共識層。

最後，由於草案仍待編輯審查與協調工作，時間表與精確升級機制仍未確定。EIP 目前的草案狀態刻意採取保守：它規定了新的存款合約介面與運作模式，同時將密碼學方案識別碼與驗證語意留給後續的 EIP 與實作討論來定義。

關鍵見解表

後續…

展望未來，人類應優先處理若干技術與組織層面的事項，以使安全的 PQ 過渡成為可能。首先，對於區塊鏈使用的候選 PQ 憑證方案進行嚴格評估與標準化至關重要。這些評估必須考量的不僅是密碼學難度，還有實務限制例如金鑰/簽名尺寸、有無狀態性、閾值簽名相容性，以及在驗證者硬體上的效能表現。

其次，應加速對閾值與聚合 PQ 簽名方案的研究，因為驗證者集合仰賴高效的多重簽名或閾值構造以維持可擴展性與存活性。開發安全、經過嚴格測試的函式庫與參考實作將降低遷移的操作風險。

第三，應制定謹慎的升級協調流程與可逆的遷移測試框架。雖然存款合約提議對傳統 BLS 的上鏈進行不可逆的退役，但仍需更廣泛的遷移工具、測試網與客戶端部署策略，以確保平滑過渡，不致破壞共識或損害被質押資產。

最後，密碼學家、協議工程師、客戶端團隊與質押運營者之間的跨領域參與仍然至關重要。 投入標準化、開放參考實作與徹底的升級演練 將使生態系有最佳機會在保存以太坊所倚賴之安全性與去中心化特性的前提下，將驗證者憑證轉向後量子韌性。