量子安全区块链迁移：为 2030 年 Q-Day 做准备

摘要：在科技巨头确认到 2030 年将拥有 10,000+ 量子比特的量子计算机后，“Shor 算法”对加密货币的威胁已成为现实。当前的椭圆曲线密码学 (ECC) 将被淘汰。本文概述了 2026 年将区块链升级到后量子密码学 (PQC) 的路线图。

简介

阴影笼罩着整个行业。 Q-Day： 量子计算机强大到足以运行 Shor 算法并从公钥推导出私钥的那一天。 对于依赖椭圆曲线 (secp256k1) 的比特币和以太坊来说，这意味着任何公钥已知的钱包（即所有发送过交易的钱包）都可能被清空。

在 2026 年，虽然还没有恐慌，但准备工作正在全面展开。

解决方案：基于格的密码学 (Lattice-Based)

我们无法阻止量子计算机。我们必须换锁。 后量子密码学 (PQC) 使用即便是量子计算机也难以解决的数学问题。NIST 选择的领先标准是格密码学。 想象一个 500 维的网格。即使对于量子超级计算机来说，在该网格上找到最近的点也是极其困难的。

以太坊的迁移路径

以太坊有一个优势：抽象。 得益于账户抽象（见上一篇文章），以太坊比比特币更容易升级。

1. 第一阶段 (2026)： NIST 最终确定 PQC 签名标准 (Dilithium/Falcon)。
2. 第二阶段 (2027)： 以太坊引入支持 PQC 签名的新账户类型。
3. 第三阶段 (用户行动)： 用户必须迁移资产。您创建一个新的“量子安全钱包”，并将资金从旧的 ECC 钱包转移到新钱包。

比特币的挑战

由于其严格的共识机制，比特币更难升级。 但是通过软分叉，Lamport 签名或基于 STARK 的签名（本质上是量子安全的）最终将被允许。 风险在于“丢失的硬币”。 中本聪的原始硬币 (100 万 BTC) 位于 P2PK 地址中。它们的公钥是可见的。如果中本聪不在 Q-Day 之前将其转移到量子安全地址，量子黑客将会窃取它们。

原生安全区块链

一些链从第一天起就已为量子时代做好准备。

• Algorand: 使用 Falcon 密钥进行状态证明。
• QANplatform: 一个从零开始构建的抗量子 Layer 1，允许开发人员使用任何语言进行编码。
• XX Network: 由 David Chaum 创建，优先考虑量子隐私。

权衡：效率

PQC 是安全的，但很“重”。 ECC 签名是 64 字节。格签名是 2400 字节。 这极大地膨胀了区块链。 2026 年的研究重点是优化证明大小，以确保量子安全不会使区块链变慢 50 倍或变得昂贵。

常见问题 (FAQ)

问：Q-Day 是什么时候？ 答：估计各不相同。IBM 说是 2029 年。谷歌说是 2030 年以后。但是我们需要提前数年升级。“现在存储，稍后解密”攻击已经在发生（黑客收集加密数据以便在 2030 年破解）。

问：我的助记词 (Seed Phrase) 安全吗？ 答：助记词 (BIP-39) 使用 SHA-256 进行哈希处理。哈希可能对量子攻击具有相当强的抵抗力（Grover 算法只会将其难度减半）。漏洞不在于种子，而在于从中派生的公钥。

问：为什么我们现在不切换？ 答：因为 PQC 是新的。我们还不完全信任数学。将 2 万亿美元转移到一个未经数十年实战检验的新加密标准是有风险的。

结论

量子过渡将是加密货币的“千年虫问题”。这需要大规模的协调努力来升级整个互联网的安全层。这是一个工程挑战，但也是一个可解决的挑战。区块链将生存下来，但它们将使用一种新的数学语言。