Vitalik Buterin 已提出一個四個方面的方案,以增強以太坊對抗量子威脅,識別出四個最脆弱的領域:驗證者簽名、資料存儲、用戶帳戶簽名和零知識證明。隨著頭條聚焦於加密貨幣中的量子風險,包括比特幣(CRYPTO: BTC)和其他鏈的討論,以太坊聯合創始人認為,謹慎且長遠的升級路徑至關重要。在週四的一篇文章中,他描述了一個路線圖,該路線圖依賴於為所有簽名選擇一個後量子哈希函數——這個問題可能決定網絡未來數年的安全立場。這一討論呼應了之前的提案,包括Justin Drake在2025年8月提出的Lean Ethereum構想。
重點摘要
Buterin 確定了四個量子抗性支柱:驗證者簽名、資料存儲、用戶帳戶簽名和零知識證明,構建一個整體升級方案,而非零散修補。
該方案考慮用輕量、量子安全的哈希簽名取代現有的BLS簽名,哈希函數的選擇將對網絡產生長期影響。
資料存儲將由KZG轉向STARKs,旨在在提升量子抗性同時保持可驗證性,儘管這需要大量工程工作。
用戶帳戶將由ECSDA轉向與格子基礎、量子抗性方案兼容的簽名,雖然會帶來較高的燃氣成本。
長期解決方案集中於協議層的遞歸簽名和證明聚合,以控制鏈上驗證成本,並可能實現大規模的量子抗性證明擴展。
這一討論也呼應了持續的研究,包括ETHresearch關於遞歸-STARK方法的討論,以及加速最終確定性和吞吐量的Strawmap計劃。
提及的標記:$BTC, $ETH
情緒:中性
市場背景:推動量子抗性原語的努力,背景是持續的網絡升級和向可擴展零知識證明的更廣泛轉型,開發者在安全性、效率和長期可行性之間權衡,規劃多年的過渡。
為何重要
這四個方面的量子抗性方案不僅是理論演練;它傳達了以太坊如何在量子威脅逼近時,維護用戶信任的意圖。如果成功,一個基於哈希的簽名層可能成為後量子安全的事實標準,影響用戶與錢包、智能合約及驗證者參與的方式,並持續數年。哈希函數的決定尤為關鍵:一旦選定,往往會成為一代的標準,影響工具、硬件需求及未來密碼學進展的兼容性。
在資料存儲方面,將KZG替換為STARKs的計劃反映出密碼假設的微妙轉變。STARKs因其量子抗性和透明性而受到讚譽,但將其整合到以太坊的資料可用性和驗證架構中,需大量工程努力、優化和嚴格的安全審核。Buterin 表示這是“可管理的,但需要大量工程工作”。此舉旨在在確保強大後量子保證的同時,兼顧一個實時運行的全球性網絡的實際需求。
用戶帳戶簽名則是另一個前沿。以太坊目前依賴ECSDA,這是當今密碼體系的主流。轉向能支持格子基方案或其他量子安全方案的系統,短期內可能會增加計算負擔和燃氣成本。然而,長遠來看,這將使網絡在先進量子硬體能破解傳統密碼學密鑰時仍能保持安全。Buterin 指出一個長期解決方案——協議層的遞歸簽名和證明聚合——可以通過在單一框架內驗證大量簽名和證明,大幅降低燃氣開銷。如果實現,這種方法能解鎖可擴展的、量子抗性交易,且不犧牲用戶體驗。
量子抗性證明的成本也是一大挑戰,推動相同的聚合策略。不是逐一在鏈上驗證每個簽名和證明,而是用一個整合的驗證框架——一個總體驗證框架——在一次操作中授權數千個子驗證。這種方法能將每筆交易的驗證成本降至接近零,實現可擴展的後量子證明工作負載。這一思路與持續的研究相呼應,包括關於遞歸-STARK帶寬效率內存池的討論,旨在在高負載下實現更高效的資料流和驗證。
最後,Strawmap的討論暗示著網絡升級的更廣泛節奏。Buterin 和研究人員預計,逐步改善槽時間和最終確定性,將為升級密碼原語提供一個穩健的節奏,而不會引發破壞性分叉。這些策略——從簽名方案到資料驗證協議——的協調,將塑造一個在量子能力提升時仍安全且可用的以太坊(ETH)。這些討論反映出一個成熟、循證的治理和工程方法,平衡理論安全性與實際運營的需求。
接下來要關注的內容
關於Lean Ethereum的最新進展:任何正式的里程碑或測試網部署,展示實用的量子就緒組件。
後量子簽名的哈希函數選擇:標準的安全性證明、選擇標準的標準和對整個網絡的影響。
STARK資料存儲的進展:工程路線圖、性能基準和鏈上驗證策略。
支持格子基或其他簽名方案的用戶帳戶採用情況:錢包、客戶端庫和工具的變更。
遞歸簽名和證明聚合的實施:實際時間表、燃氣影響評估,以及支持此類範式所需的協議變更。
資料來源與驗證
Vitalik Buterin 的量子抗性路線圖貼文及相關討論:https://x.com/VitalikButerin/status/2027075026378543132
Justin Drake 的 Lean Ethereum 提案:https://cointelegraph.com/news/justin-drake-proposes-lean-ethereum
有關比特幣量子威脅的頭條:https://cointelegraph.com/news/saylor-says-quantum-threat-to-bitcoin-is-more-than-10-years-out-expects-coordinated-global-upgrade-if-risk-emerges
量子抗性資料存儲與STARKs對比KZG的討論:https://cointelegraph.com/news/vitalik-details-roadmap-for-faster-quantum-resistant-ethereum
以太坊基金會的量子燃氣限制優先事項與協議考量:https://cointelegraph.com/news/ethereum-foundation-quantum-gas-limit-priorities-protocol
Strawmap及相關時間預期:https://cointelegraph.com/magazine/bitcoin-7-years-upgrade-post-quantum-bip-360-co-author/
遞歸-STARK內存池概念:https://ethresear.ch/t/recursive-stark-based-bandwidth-efficient-mempool/23838
以太坊的量子抗性路線圖:四個前沿與未來之路
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