
爲了讓 Bitcoin 生態系統做好應對未來量子計算威脅的準備, Bitcoin 開發者已正式將 BIP-360 提交到 Bitcoin 改進提案庫中。.
這一里程碑將首次把量子阻力正式 Bitcoin的技術路線圖。.
該提案由 Hunter Beast(MARA 的高級協議工程師)、密碼研究員 Ethan Hellman 和技術通信專家 Foxen Duke 共同撰寫,引入了一種名爲Pay-to-Merkle-Root (P2MR) 的。
這種輸出類型旨在實現與BitcoinTaproot 地址類似的功能,同時消除量子漏洞導致當前地址在出現足夠先進的量子計算機。
P2MR 的功能與 Pay-to-Taproot (P2TR) 輸出(Bitcoin最先進的地址格式,於 2021 年推出)非常相似。然而,兩者之間存在一個主要區別——P2TR 移除了“密鑰路徑支出”選項,該選項允許用戶使用公鑰簽名直接進行支出。.
根據BIP-360 規範,這種密鑰路徑機制造成了 Taproot 的主要量子漏洞,因爲它在鏈上暴露了一個經過修改的公鑰,這可能會使運行 Shor 算法的足夠強大的量子計算機獲得相應的私鑰。
另一方面,P2MR 僅依賴於 Tapscript 樹的 Merkle 根,不包含內部公鑰。當用戶使用 P2MR 輸出進行消費時,必須提供腳本路徑(提供 Merkle 樹中的葉子腳本以及證明其包含在其中的證據)。.
專家解釋說,由於哈希算法通常被認爲比橢圓曲線簽名更具量子安全性,因此該方法提供了更強的量子抵抗能力。.
這種新的技術結構保留了 Bitcoin智能trac的靈活性。用戶仍然可以通過 Tapscript(一種腳本語言,可實現多重簽名錢包、時間鎖定交易和條件支付等功能)創建複雜的支出條件。.
然而,強制所有支出都通過腳本路徑進行,並消除直接的公鑰暴露,使得 P2MR 能夠大幅減少量子計算機的攻擊面。.
其他分析師還發現,Taproot 地址(以“bc1p”開頭)、支付到公鑰 (P2PK) 輸出和重複使用的地址是 Bitcoin的一些易受攻擊的地址類型,因爲在類似本報告中提到的場景中,公鑰是可見的。.
根據目前的提案,以“bc1z”開頭的 P2MR 地址將提供針對這種風險的保護,但由於腳本路徑支出需要額外的見證數據,因此可能會產生略高的交易費用。.
BIP-360 的緊迫性源於量子計算在多個領域的加速發展。IBM、谷歌、微軟、亞馬遜和英特爾等公司主導的行業路線圖表明,根據 BIP-360 團隊的分析,量子計算機可能“在短短 5 年內”就能破解用於 Bitcoin公鑰-私鑰加密的橢圓曲線數字簽名算法 (ECDSA) 密碼學。.
近期的一些突破也加劇了這些擔憂。谷歌將於2025年12月推出其“Willow”量子芯片,而微軟在Majorana 1芯片研發方面取得的進展,進一步凸顯了量子計算對 Bitcoin 的潛在威脅。.
儘管專家們仍在爭論“密碼學相關量子計算機”(CRQC)何時出現的確切時間表,但發展速度已經讓協議工程師們確信,準備工作不能等到確定性出現纔開始。
政府機構已經開始着手準備過渡工作。美國聯邦政府發佈指令,要求在2035年前徹底淘汰ECDSA加密技術。之所以制定這一時間表,是因爲政府認識到關鍵基礎設施的遷移需要數年(甚至數十年)時間。.
美國國家安全局的 CNSA 2.0 框架也要求到 2030 年實現量子安全系統,而美國國家標準與技術研究院則將 ML-DSA(Dillithium)和 SLH-DSA(SPHINCS )列爲聯邦政府批准使用的算法。.
BIP-360 團隊表示:“雖然我們爲量子事件準備的時間長短尚不確定,但確保 Bitcoin 爲一系列可能的結果做好準備似乎是合理的。”.
此外,我們還必須考慮有效過渡所需的總時間——包括 BIP 層面、軟件層面、基礎設施層面和用戶過渡層面。一個平穩有效的 Bitcoin 二維碼過渡計劃可能需要數年時間才能執行——而更長的準備時間必然會帶來更好的安全結果,惠及所有人。
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