StarkWare 在主網測試首筆抗量子比特幣交易
前言
StarkWare,以其在 Starknet 的工作聞名,已宣布一項實驗性里程碑:一筆旨在抵禦未來量子電腦攻擊的比特幣交易已成功在比特幣主網被挖出。本文說明所使用的方法、與更廣泛網路層防護的比較,並概述對於擔心量子威脅的持有人而言的影響。目的在於提供一個清晰、中立的說明:測試了什麼、能解決什麼與不能解決什麼,以及為何開發者與使用者仍在討論長期保護比特幣的正確路徑。
重點摘要
StarkWare 確認一筆 抗量子 比特幣交易已在主網被挖出,採用一種基於雜湊的做法且不修改共識規則。該實驗展示了一種實際方式,可在 不要求立即網路升級的情況下 為特定資金提供防範量子能力對手的保護。然而,公司仍建議以軟分叉作為首選的系統性防禦手段。
主體內容
StarkWare,開發以太坊第二層 rollup Starknet 的團隊,報告稱其成功提交並在比特幣主網看到一筆設計用以抵抗具功能性量子電腦的對手的交易被挖出。該實驗實作了一種名為 Quantum-Safe Bitcoin (QSB) 的技術,由 StarkWare 研究員 Avihu Levy 開發,並在工程師 Tomer Giladi 的協助下改編為真實的主網交易。
這項工作的背景是比特幣依賴橢圓曲線密碼學(ECC)來保護私鑰並驗證簽章。ECC 效率高且廣泛部署,但理論上對量子攻擊是脆弱的:若有足夠能力的量子電腦使用 Shor 演算法,可能從公開金鑰推導出私鑰,從而危及資金。這一脆弱性促使研究人員與基礎設施團隊探索從升級比特幣協議規則到交易層級變通方案等各種保護策略。
對此有兩類主要的網路層回應。一種是硬分叉,可能引入不相容的共識規則,因此若未被普遍採納可能導致網路分裂。另一種是軟分叉,能新增保護措施同時與舊節點保持向下相容。StarkWare 強調軟分叉將是首選的長期補救措施,因為它允許社群在協議層面採用抗量子措施,同時避免硬分叉的擾動。儘管如此,QSB 實驗旨在提供一種實際的臨時方法,以便更早保護特定持有資產。
Quantum-Safe Bitcoin 增加了一個基於雜湊函數的額外密鑰鎖 —— 這類原語被認為能抵抗那類會破解 ECC 的量子攻擊。QSB 並非僅依賴橢圓曲線簽章,而是使用一種通常稱為「簽章磨合(signature grinding)」的技術。此做法在鏈下進行計算工作以尋找一個可被比特幣解釋為語法上有效簽章的交易雜湊。事實上,交易攜帶了第二道基於雜湊的防護,攻擊者即使使用量子電腦也無法僅透過恢復與橢圓曲線簽章關聯的私鑰來繞過該防護。
StarkWare 發表的研究與主網測試顯示,資金可以被移入受到這種基於雜湊鎖保護的輸出。公司指出,這類交易目前必須直接提交給礦工才能被接受,且 QSB 無法回溯性地保護那些已透過先前支出暴露公開金鑰的地址。換言之,QSB 可保護經過適當構造並被準備與廣播的特定交易,但它並非能取代整個網路上基於 ECC 的簽章的即時替代方案。
此實驗的重要性在於證明可行性:一種抗量子交易類型可以在不改變共識規則的情況下構造並在比特幣上被挖出。這為比特幣持有人提供了一個選項,能將幣移成在對手較早獲得量子能力時仍能保持安全的形式。然而 StarkWare 也謹慎提醒,不應將此解讀為整個比特幣已為量子時代做好準備。
公司領導層,包括執行長 Eli Ben-Sasson,重申雖然此里程碑為保護特定資金提供了安慰,但長期且系統性的解決方案應該是經慎重設計的軟分叉。Ben-Sasson 與其他研究人員主張,僅依賴臨時的交易模式或鏈下修補會使生態系統暴露風險,而協調一致的網路層升級仍是避免災難性風險的負責任路徑。
業界對量子風險的緊迫感正在增加。例如,其他團隊的分析試圖量化由於地址重複使用或其他暴露公開金鑰的做法而可能暴露多少比特幣。公開分享的估算顯示,如果量子能力的對手出現且那些金鑰仍被暴露,可能有百萬枚 BTC 面臨風險。
QSB 的方法示範了一種中間緩解策略:它利用基於雜湊的密碼學(目前尚無已知能與針對 ECC 的 Shor 演算法相提並論的高效量子攻擊)為選定輸出增加一層保護。權衡包括操作上的複雜性、當前需要協調礦工接受此類交易,以及無法保護已暴露的公開金鑰。此外,因為該方法在鏈下使用計算「磨合」,與標準簽章產生相比可能更耗費資源。
最終,主網測試既是成就也是行動的呼籲。它為個人與組織提供了一種更早保護某些資金的具體方式,但也強化了 StarkWare 的更廣泛訊息:社群應優先討論並規劃共識層級的解決方案,特別是能以相容方式在網路中引入抗量子機制的軟分叉。成功的 QSB 交易應被視為實務上的權宜之計與概念驗證,而非取代協調一致的協議演進。
隨著量子計算研究的進展,比特幣社群面臨如何在緊迫性、相容性與安全性間取得平衡的選擇。QSB 實驗透過展示在現行規則下礦工能實作並接受抗量子交易,為該討論增加了一個有價值的觀測點。同時也使人更關注需要就網路升級做出集體決策,以確保長期彈性。
關鍵見解表
| 面向 | 描述 |
|---|---|
| 重點 1 | StarkWare 在主網挖出一筆使用基於雜湊的抗量子方法稱為 Quantum-Safe Bitcoin (QSB) 的比特幣交易。 |
| 重點 2 | QSB 增加第二道基於雜湊的鎖並使用簽章磨合;它保護特定交易但並不使整個網路具備抗量子能力。 |
| 重點 3 | StarkWare 建議以軟分叉作為首選的長期防禦,並視 QSB 為實際的過渡措施。 |
| 重點 4 | QSB 交易目前需要直接提交給礦工,且無法保護那些公開金鑰已被暴露的地址。 |