以太坊面臨量子挑戰:你需要了解的未來防範區塊鏈安全的方法

量子威脅是真實存在的——但尚未迫在眉睫

量子計算對現代加密技術構成了生存性的挑戰。與傳統電腦不同,量子機器能以指數級速度解決數學問題——有可能在幾秒鐘內破解保障以太坊和比特幣安全的密碼學基礎。這個危險並非假設:兩個網絡都依賴像 ECDSA 和 RSA 這樣的算法,而這些算法依賴於(大數分解、計算離散對數)等問題,這些正是量子電腦專門設計來解決的。

對以太坊來說,關鍵問題不是是否這個威脅會到來,而是何時。儘管量子計算距離帶來立即風險仍有數年之遙,去中心化網絡已經開始著手加強自身防禦。等待量子電腦成熟可能會帶來災難性的後果。

超越傳統密碼學的轉型

以太坊正朝著後量子密碼學(PQC)(Post-Quantum Cryptography)轉型——一代新算法,旨在抵禦量子攻擊。與傳統加密方法不同,PQC算法即使在量子世界中也能保持安全。

領先的抗量子技術包括:

  • 格基方法:提供卓越的安全性與計算效率,構成大多數PQC標準的基礎
  • SPHINCS+:一種無狀態的哈希簽名方案,提供無可妥協的安全性
  • Dilithium:在強大保護與實用性能之間取得平衡
  • Kyber:處理安全密鑰交換,同時保持抗量子能力

國家標準與技術研究院(NIST) 正在全球範圍內標準化這些方案,確保區塊鏈生態系統及其他領域的互操作性。

以太坊的量子就緒演進

以太坊並未被動等待。該網絡正通過多項計劃將量子抗性融入其核心架構:

以安全為本的雄心性能目標

Lean 以太坊願景目標在 Layer 1 實現每秒10,000筆交易(TPS),在 Layer 2 達到每秒100萬TPS。關鍵是,這些擴展性提升並未以犧牲安全為代價——量子抗性密碼算法正被直接融入這次重構中。協議在共識、執行和數據層面都進行了根本性重組。

( 分階段實施策略

以太坊的Splurge階段開發重點在於先進的密碼技術,確保網絡能隨著量子技術的演進進行調整,而不需大規模破壞性改動。

在主網部署前於 Layer 2 進行測試

以太坊並未急於將抗量子措施直接推向 Layer 1,而是利用 Layer 2 解決方案作為實驗平台。這種謹慎的策略讓開發者能在受控環境中識別潛在漏洞,降低主網部署的風險,同時確保平滑過渡。

核心升級

EVM 物件格式 )EOF### 提升以太坊虛擬機執行先進密碼操作的效率與彈性。

RISC-V 執行環境 改善與零知識證明的相容性,並提升整體性能,使 EVM 在抗量子威脅方面更具韌性。

帳戶抽象:邁向量子安全錢包的途徑

或許最貼近用戶的創新是帳戶抽象。這個功能允許你為帳戶定義自訂的密碼規則,使你能無縫遷移到抗量子方案,而不必放棄現有的錢包地址或密鑰。

通過將帳戶邏輯與底層密碼系統解耦,Ethereum 提供了在威脅演變時平滑過渡的彈性。

基於哈希的密碼學:簡單、可靠、抗量子

哈希基密碼學因其固有的簡單性與經過驗證的韌性,正逐漸成為抗量子技術的基石。與傳統方法不同,哈希技術在數學上能抵抗量子攻擊——為區塊鏈安全提供可靠的基礎。

不同網絡,不同策略

以太坊的積極應對策略與其他生態系統形成鮮明對比:

  • 比特幣採取保守模式,允許逐步轉向兼容PQC的地址,避免破壞網絡
  • Sui 強調向後兼容,讓用戶在採用抗量子密碼學的同時,仍可使用現有錢包和密鑰

每種策略反映不同的優先考量——以太坊強調全面轉型,而其他則重視連續性。

安全的經濟學

實施抗量子技術需要大量投入:開發資源、計算基礎設施和社群協調。然而,這些成本遠遠不及一個易受量子攻擊的網絡所帶來的風險。經濟上的權衡是值得的,因為它能確保數十年的持續相關性與安全。

時程:為何要現在行動?

實用的量子計算威脅仍需數年時間才能成形。然而,Ethereum 現在的行動意義重大。提前解決潛在漏洞,確保在量子計算成熟時不會面臨緊急遷移或安全漏洞。這種前瞻性策略使以太坊在區塊鏈韌性方面領先。

為未來做準備

量子計算與區塊鏈安全正處於技術交叉點。對於以太坊來說,答案很明確:現在就在基礎設施中建立抗量子能力,避免危機來臨。將後量子密碼學融入路線圖——涵蓋 Layer 1 的擴展性、Layer 2 解決方案和帳戶層的彈性——以太坊正樹立了區塊鏈網絡如何為量子時代做準備的標杆。今天行動的網絡,將引領明天。

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