假如量子電腦問世,恐能破解現有的加密貨幣演算法。對此,數學系教授 Massimiliano Sala 呼籲:所有傳統的公鑰密碼系統,都應該被能夠抵禦量子攻擊的系統所取代。
(前情提要:BTQ研究》後量子時代的區塊鏈資安(上):量子攻擊將發生?密碼學面臨的困境)
(背景補充:V神大讚的「Verkle Trees」是什麼、比默克爾樹更好?目標今年上線以太坊實現無狀態驗證)
區塊鏈以難以破解的密碼安全性聞名,但市場上一直有個疑慮是,假如量子電腦問世,恐能破解現有的加密貨幣加密演算法,例如比特幣的 SHA-256 、以太坊的 Keccak-256,對加密貨幣安全性構成重大威脅。
數學系教授示警
在此背景下,意大利特倫托大學數學系教授 Massimiliano Sala,最近在 Ripple 對外的大學講座系列中,與瑞波團隊討論了區塊鏈技術的未來,特別是與加密和量子計算相關的議題。
Sala 教授對量子電腦技術成熟後可能構成的潛在威脅提出警告,他認為目前的加密方法不法抵禦未來量子電腦的攻擊,從而使整個區塊鏈面臨風險。
量子電腦可以輕鬆解決數位簽名的基本問題(量子攻擊可暴力破解密鑰),從而可能破壞保護用戶資產的區塊鏈平台機制。
Sala 教授還為此提出一個新名詞「Q-day」,即量子電腦變得足夠強大,並且被惡意行為者利用來破解傳統加密方法的時刻。
全球網路安全都有影響
當然,除了加密貨幣領域之外,量子電腦也可能會對全球基礎設施、銀行和國防在內的任何需要數據安全的領域產生毀滅性打擊。
儘管 Sala 教授認為這樣的事件可能並不會馬上發生,但為防範可能的風險,他呼籲:「所有傳統的公鑰密碼系統,都應該被能夠抵禦量子攻擊的系統所取代。」
目前來說,尚未有實際的量子電腦能夠完成這一攻擊行為,但全球的政府和科學機構一直在為 Q 日做準備,彷彿這是必然會發生的事件。來自數十個學術和商業實驗室的物理學家們展示的突破,使得該領域的許多人相信這樣的系統可能在數年內就會出現。
最終,Sala 教授建議區塊鏈開發者,應繼續與了解量子防護現代系統標準和創新技術的加密專家合作。
Vitalik:恢複性分叉可化解危機
除了 Sala 教授之外,其實以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 在今年 3 月,也曾在以太坊研究論壇中以《如何通過硬分叉,從突然來臨的量子攻擊中解救用戶資金》為題撰文表示,倘若未來以太坊突然遭遇量子電腦攻擊,可透過相對簡單的恢複性分叉(recovery fork)來化解危機:
以太坊將需要進行硬分叉,用戶也將需要下載新的錢包軟體,但只有少數用戶可能會損失資金。
根據 Vitalik Buterin 說法,恢復性分叉的解決方案有以下步驟:
- 將大規模攻擊發生後的所有區塊回滚
- 禁用基於外部擁有帳戶(EOA)地址的傳統交易
- 添加一種新交易類型,來允許通過智慧合約錢包(如 RIP-7560 中的部分內容)進行交易
- 添加新的交易類型或運算碼,允許用戶提供 STARK 有效性證明,如果證明通過,用戶地址代碼將切換至全新的已驗證代碼,之後,用戶可將新代碼地址作為智慧合約錢包使用。
Vitalik Buterin 補充道,出於節省 Gas 的考慮,由於 STARK 證明數據量較大,以太坊可以支持批量 STARK 證明,來同時進行多筆上述類型的 STARK 證明。
總的來說,V 神呼籲開發者們已可以就潛在風險,著手對實現此恢複性分叉所需的基礎設施進行開發,讓以太坊生態系能夠在突然到來的量子攻擊中,做好萬全準備。
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