量子计算可能看起来像科幻小说，但它的到来可能比预期要早。

2024 年 1 月 11 日，世界经济论坛在一份探讨量子计算如何威胁现有技术格局的报告中将人工智能 (AI) 和量子计算确定为新兴威胁。

尽管计算机科学家和开发人员一致认为量子计算仍需要数年时间才能发展，但该领域的研究非常活跃。

在公共部门，七国集团所有国家都积极参与量子计算项目。 据 Quantum Resistant Ledger 称，在私营部门，排名前 10 的科技公司中有 7 家正在“公开竞争参与某些业务的市场主导地位”。

那么，量子计算什么时候才能变得强大到足以威胁当代密码系统，比如那些保护加密的系统呢？

据路透社 2023 年 12 月报道，网络安全公司 Quantum Defen5e (QD5) 执行副总裁 Tilo Kunz 告诉国防信息系统局官员，Q 日（量子计算可以打破当前安全标准的日子）可能会到来最快到 2025 年。

金融界的主要组织已经注意到了这一点。 2023 年 6 月，国际清算银行启动了“Leap项目”，旨在与法国银行和德意志联邦银行一起开发量子证明支付系统。

那么，在不祥的预测和央行争相保护支付的情况下，区块链和加密货币行业如何为 Q 日做好准备呢？ 有人准备好了吗？

为什么量子计算对区块链来说是危险的？

著名计算机科学家、后量子抗性区块链 XX Network 创始人 David Chaum 向 Cointelegraph 解释了量子计算如何“蒸发”区块链。

量子计算可能会破坏 SHA-256 算法——一种加密货币哈希函数，它是确保访问加密货币等基于区块链的资产的主要防御墙。

随后，量子计算机可以通过创建虚假消息来破坏区块链的共识，这可能会干扰共识协议。 乔姆说：

量子计算可以通过伪造节点签名来杀死现有的区块链。 你可以把它们拿下来。

他们还可以毫不费力地破解私钥，使资金容易被盗。

Vitalik Buterin 捍卫以太坊的提议

以太坊网络联合创始人 Vitalik Buterin 介绍了区块链量子挑战的可能解决方案。

2024 年 3 月 9 日，Buterin 提出了一个涉及硬分叉的解决方案，引发了一场关于如何为区块链应对量子紧急情况做好准备的辩论。

Buterin 解释说，量子计算机可以单独使用公钥来破解以太坊账户并泄露私钥。

正如 Buterin 解释的那样，唯一免受量子攻击的以太坊账户是从未完成交易的钱包，因为它们不会暴露自己的公钥。

当然，这在加密货币持有者中并不常见，因此几乎所有钱包都会处于危险之中。

对于 Buterin 来说，让以太坊免受量子攻击所需的技术可以在“明天”开发出来：

我们已经做好了准备，可以制作一个非常简单的恢复分叉来应对这种情况。

Buterin 提出的解决方案基于通过应用备份密钥作为后备来证明加密货币资产或钱包的所有权。

这一概念于 2021 年在论文《W-OTS(+) up my Sleeve!》中引入。 数字货币包的隐藏安全后备”，由密码学家 Chaum、Mario Larangeira、Mario Yaksetig 和 William Carter 提出，他们提出了一种密钥生成机制，用户可以在其中生成备份密钥，该备份密钥安全地嵌套在签名方案的秘密密钥内。

如果密钥泄漏，备份密钥将生成所有权证明，并在更新的抗量子区块链中恢复资金——本质上是通过区块链中的硬分叉。

因此，如果出现量子紧急情况，用户将下载新的钱包软件并通过回退证明其所有权。 Buterin 提到在此过程中只有“少数用户会损失资金”。

假设的硬分叉会将以太坊网络回滚到发生大规模盗窃的区块。

Buterin 的以太坊理论改进提案的图示。 资料来源：以太坊研究

量子解决方案对 ETH 价格的影响

Chaum 声称 Buterin 的解决方案并不完美，可能会给以太坊用户带来一些动荡。

正如Chaum解释的那样，如果以太坊在量子攻击之前没有实施量子抵抗机制，那么Buterin建议的紧急解决方案将迫使链被重组。

密码学家解释说，需要建立一条核心内置抗量子措施的新链。 一旦实现这一点，资产可能会被转移到新链中的新钱包中。

在此过程中，以太坊区块链需要暂停一段未知的时间，直到恢复到新的抗量子区块链。 乔姆说，这个过程可能需要数年时间。

他表示，最活跃的区块链之一突然停止的后果不应被低估，并称这可能是灾难性的。

会有很大的时间差距。 我不确定以太币的价格能否克服这一差距。

Algorand 基金会首席技术官约翰·伍兹 (John Woods) 告诉 Cointelegraph，虽然他认为 Buterin 是“超级有能力”，但他认为以太坊可以更进一步：“很明显，这篇文章代表了一个紧急行动计划，而不是一个紧急行动计划。”以太坊优雅地过渡到后量子密码时代。”

Algorand 使用“Falcon”签名实现了后量子机制，“Falcon”签名是美国国家标准与技术研究所选择进行标准化的三种签名算法之一。

Woods 鼓励以太坊采用 Falcon 来促进互操作性，因为它的实施“不仅限于 Algorand，而且有可能被各种其他分布式账本技术、区块链和相关系统采用。”

以太坊似乎已经建立了一个紧急协议，以便在检测到量子紧急情况时能够生存。

然而，紧急解决方案有严重的警告，这应该使以太坊开发者社区在 Q-day 到来之前坚定地专注于开发抗量子措施。