以太坊提議為價值 1040 億美元的質押 ETH 提供抗量子安全保護

以太坊開發者已採取初步步驟，透過提議重新設計區塊鏈的驗證者充幣合約，來保護網絡免受量子計算潛在影響。計劃中的變更最終可能使以太坊採用能夠抵禦量子攻擊的加密系統，有助於保護約 $104 億美元的質押以太坊。

該提案於週一提交至以太坊改進提案（EIP）倉庫，暫定編號為 EIP-8394。它將以更靈活的架構取代存款合約的固定加密結構，以支援不同的密鑰大小，並儲存用於每個驗證者存款的加密方案識別資訊。

目前約有 4240 萬枚 ETH 被鎖定在以太坊的質押系統中，驗證者依賴基於橢圓曲線密碼學的 BLS 簽名。

該系統效率極高，因為它能將大量驗證者簽名合併為單一壓縮簽名，減少維持以太坊共識機制所需的數量。

然而，如果量子電腦達到足以運行肖爾演算法的計算能力，這種效率可能會成為一個弱點。這樣的一台機器有可能破解橢圓曲線密碼學背後的數學假設，並讓攻擊者偽造驗證者憑證。

以太坊現有的充幣合約對加密數據設有固定限制，僅允許 48 位元的公鑰和 96 位元的簽名元數據。這些參數是基於 BLS 設計的，為顯著更大的後量子加密方案留下的空間極小。

根據建議的重新設計，合約將支援長度最多為 8,192 個位元組的金鑰或憑證。每次充幣也會指定其使用的加密方案，讓以太坊能夠隨時間引入更多標準。

BLS 最初將被識別為方案零，而未來的以太坊改進提案（EIP）可能建立其他加密選項。

所提合約將有三個運作階段：已停用、已啟用 BLS 和已退役 BLS。

最後階段將永久阻止新的驗證者使用 BLS 身份證加入網路。然而，現有的驗證者不會立即受到此過渡的影響。

該提案還將取消自 2022 年以太坊引入質押以來一直使用的充幣處理機制。相反，該功能將移至已負責驗證者提款及其他驗證者相關更新的較新框架。

啟用重新設計的合約需要以太坊的執行層和共識層共同協調進行分叉。最終的合約地址及部署時間表尚未確定。

提案的三位作者之一 Thomas Coratger 在 X 上表示，以太坊和比特幣都在朝向基於雜湊的簽名邁進，作為後量子時代的潛在解決方案。

美國國家標準與技術研究院標準化的一些無狀態基於哈希的方案，每個簽名可能需要約 8KB，與建議的 8,192 位元組容量大致相符。

同時，更緊湊的有狀態替代方案依賴於計數器，而這些計數器會帶來自身的安全風險。即使僅重用一次有狀態的簽名密鑰，也可能危及相應的私鑰。

正如 Coratger 所指出，過渡到後量子密碼學並非僅僅是將一種演算法替換為另一種。

該提案出現在日益增多的警告聲中，這些警告指出量子計算對區塊鏈網絡可能產生的影響。

谷歌量子 AI 於三月發表的研究識別出五條針對以太坊的潛在量子攻擊路徑。該研究估計，總值超過 100 億美元的資產，涵蓋錢包、質押系統、智能合約和二層網絡，最終可能面臨量子攻擊的風險。

此外，量子安全公司 Project Eleven 在五月估計，到 2033 年，開發出能夠破解橢圓曲線簽名的機器的機率可能超過 50%，並指出 2030 年可能為更早的 Scenario。

公司還估計，超過 65% 的所有 ETH 都存放在其公鑰已於區塊鏈上公開的地址中，若量子電腦未來能夠利用現有的加密標準，這些地址的風險可能會增加。

驗證者充幣提案僅代表以太坊更廣泛的後量子策略的一部份。

一項名為 EIP-8141 的獨立提案正在考慮納入預計於今年晚些時候推出的 Hegotá 升級中。該提案將允許標準的以太坊帳戶在不需將資產轉移至新錢包地址的情況下，切換至不同的加密方案。

這兩項提案將共同解決以太坊生態的雙方：負責保障網絡安全的驗證者，以及持有其資產的普通用戶。

以太坊基金會已設定約 2029 年為完成應對量子計算風險所需核心協議變更的目標。

以太坊的處理方式表明，該網絡將量子計算視為長期基礎設施風險，而非等待技術變得足夠強大以威脅現有加密體系。所提出的充幣合約尤為重要，因為在攻擊變得技術上可行後再更換核心加密系統，其破壞性可能遠大於提前準備基礎設施。

然而，過渡過程並非一帆風順。後量子簽名通常需要更多的數據，並可能帶來新的運營取捨，而以太坊則必須在驗證者、用戶、應用程式及其協議的兩層之間協調變更。

因此，關鍵問題不在於以太坊最終能否採用抗量子密碼學，而在於它能否在不損害當前網絡效率與去中心化的前提下，足夠早地完成過渡。如果量子計算的發展速度快於預期，以太坊能否逐步遷移而非在壓力下倉促應對，將成為檢驗其長期韌性的最重要考驗之一。