區塊鏈中的量子威脅：區分真正的優先事項與虛假的緊急情況

真正的危險：收割攻擊與延遲解密

量子計算帶來的直接風險並非假設性問題。這被稱為「即收割，後解密」(HNDL)：高級攻擊者今天收集加密通信，意圖在未來擁有量子能力時解密。對於必須在數十年內保持機密的資料——尤其是國家敏感資訊——這個威脅是切實存在的，並且需要立即採取預防措施。需要保護10-50年或更長時間的系統，應立即開始實施抗量子攻擊的加密方案，而非等待技術完全成熟。

數位簽章：不那麼迫在眉睫的威脅

與加密不同，數位簽章面臨的風險範圍不同。在區塊鏈安全的基礎中，ECDSA和EdDSA簽章不包含可被量子算法逆向破解的私密資訊。成功的量子攻擊只會危及未來的交易與授權；不會使歷史簽章失效，也不會洩露過去的秘密。因此，雖然這些簽章最終需要更新，但目前並不存在迫切的遷移需求。

零知識證明：最不成問題的部分

zkSNARKs展現的安全模型與對稱或非對稱加密完全不同。雖然許多現行實作基於橢圓曲線，但其基本特性——「在不揭示資訊的情況下證明知識」——對量子攻擊仍具有抵抗力。因為這些證明不包含可被量子算法恢復的私密資料，故不存在「收割與延遲解密」的情境。因此，基於zkSNARKs的系統在所有區塊鏈架構中，具有最低的緊迫性。

量子遷移的優先級排序

量子威脅並非對所有區塊鏈層級一視同仁：

• 最高優先級：長期存儲敏感資料的隱私網路與加密系統
• 中等優先級：依賴現有簽章方案的公開鏈
• 較低優先級：基於zkSNARKs與零知識證明的系統
• 特殊案例：比特幣，需優先進行遷移

比特幣：需提前規劃的例外

儘管大多數區塊鏈生態系可容許等待，但比特幣是一個例外，值得立即開始量子遷移規劃。原因繁多且複雜。

首先，比特幣的升級週期極為緩慢。任何與共識或密碼邏輯相關的變更都可能引發爭議，甚至導致無法調和的分裂或硬分叉。這種制度僵化意味著完成量子遷移可能需要十年以上。

第二，比特幣無法強制資產自動遷移。私鑰由用戶專屬所有，協議缺乏強制更新的機制。估計有數百萬BTC仍在不活躍、遺失或過時的錢包中，一旦量子計算可行，這些資產將永遠暴露於未來的攻擊者。

第三，比特幣的起源帶來特殊風險：Pay-to-Public-Key (P2PK)結構直接在區塊鏈上暴露公鑰。Shor算法能立即從這些公開的公鑰推導出私鑰。相比之下，現代方案——基於哈希隱藏公鑰——僅在交易期間暴露資料，提供攻擊前的時間窗口。

比特幣的遷移不僅是技術問題：還涉及法律風險(所有權證明問題)、社會協調、實施時間表與高昂成本。雖然量子威脅尚遠，但比特幣必須設計一條不可逆且可執行的遷移路線圖。

謹慎平衡：避免過早遷移

諷刺的是，儘管威脅存在，突然全面升級整個生態系可能帶來更大風險。目前的後量子算法面臨諸多挑戰：簽章尺寸大幅增加、實作複雜、在歷史案例中還曾在採用數年後才發現漏洞(Rainbow與SIKE是著名例子)。

新興的後量子簽章方案——ML-DSA與Falcon——的簽章大小是現有方案的10到100倍。其實作易受側信道攻擊、浮點誤差或參數配置錯誤影響，可能導致私鑰洩漏。

建議策略：逐步且模組化採用

區塊鏈應避免盲目遷移至後量子方案。理想策略是採用分階段、多元且可替換的架構：

• 混合加密：用於長期敏感通信，結合後量子與經典方案
• 基於哈希的簽章：在不需頻繁簽章的場景中(韌體更新、系統變更)
• 持續研究：公開協議層面同步推進，配合網際網路公鑰基礎設施的謹慎進展
• 抽象模組架構：允許簽章機制演進，不影響歷史身份或資產鏈的完整性

此策略確保區塊鏈能在不急躁的情況下適應，安全且必要時引入抗解密的後量子技術，而不損害現有的穩定性。