量子紧急情况：以太坊与时间赛跑

以太坊准备应对量子威胁。社区对 Buterin 的新提案有何反应？危险有多真实？

量子计算技术的指数级进步对区块链平台提出了严峻的挑战，可能会破坏构成这些网络基石的安全协议，以太坊（ETH）也不例外。 

为了应对这一紧迫问题，以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 率先发起了以太坊研究讨论，旨在解决和减轻量子计算给以太坊带来的漏洞。

深入探讨 Buterin 的策略 

Buterin 预见了潜在的“量子紧急情况”，量子计算能力的出现可能会导致以太坊资产大规模被盗。

为了应对这一迫在眉睫的威胁，Buterin 提出了一种多方面的方法，首先是实施以太坊网络的硬分叉。 

这种硬分叉将有效地将网络恢复到任何潜在盗窃发生之前的状态，要求用户采用专门设计用于阻止未来攻击的新钱包软件。

Buterin 战略的核心是采用以太坊改进提案（EIP）7560 中概述的新交易类型。该交易类型利用先进的加密技术，包括 Winternitz 签名和 STARK 等零知识证明技术，旨在保护交易免受量子攻击通过保护用户的私钥免遭泄露来进行攻击。

此外，Buterin 主张将 ERC-4337 账户抽象集成到智能合约钱包中，通过防止签名过程中私钥暴露来提高安全性。 

账户抽象充当“智能合约钱包”，使用户能够与以太坊网络进行交互，而无需拥有私钥或需要维护以太币来支付交易成本。

如果发生量子紧急情况，未从以太坊钱包执行交易的用户将继续受到保护，因为只有他们的钱包地址是公开的。 

Buterin 还表示，理论上，实施拟议的硬分叉所需的基础设施可以立即开始开发。

社区反应

以太坊社区正在积极讨论 Buterin 提出的硬分叉策略提案，以保护以太坊免受可能的量子攻击。这个话题引起了会员们的兴趣和关注。

尽管人们认识到为量子威胁做好准备的重要性，但人们对这些措施对能够访问量子计算的恶意用户的有效性表示怀疑。社区成员 DogeProtocol 提出了在量子计算机可以侵入以太坊钱包的情况下识别合法账户持有者与攻击者的问题。

DogeProtocol建议使用NIST标准化算法与经典算法相结合。然而，由于许多后量子方法中的签名和公钥大小较大，这可能会导致更大的块大小。

另一位社区成员 nvmmonkey 建议采取先发制人的策略。他们建议在以太坊节点网络中集成机器学习系统，以发现可能表明不安全活动的大型可疑交易，从而触发 Stark 紧急分叉等紧急协议。

量子计算机给区块链带来的风险

区块链技术，包括比特币和以太坊等加密货币，依赖椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）等加密算法来保护交易并维护分布式账本的完整性。 

然而，量子算法，尤其是 Peter Shor 于 1994 年开发的 Shor 算法，通过潜在地解决椭圆曲线上的离散对数问题（这是 ECDSA 安全性的基础）而构成威胁。 

这种能力可以让量子计算机伪造数字签名，从而控制与这些签名相关的任何资金。

量子计算机还可能破坏区块链技术中的其他加密实践，包括哈希过程，这是挖掘和创建新区块的核心。 

虽然散列（例如，比特币中的 SHA-256）不会被 Shor 算法直接破解，但 Grover 算法（另一种量子算法）理论上可以加速查找散列原像的过程，尽管加速速度不如 Shor 加密算法那么显着。 。

量子飞跃：我们准备好了吗？

尽管当前的量子计算机尚无法在实际规模上突破 ECDSA，但快速的进展表明这种威胁可能在未来几年内成为现实。谷歌计划到 2029 年建造一台能够无差错地处理广泛的商业和科学计算的量子计算机。

IBM 最近推出了“IBM Quantum Heron”，这是其最先进的量子处理器。该处理器以其高性能和低错误率而脱颖而出。 IBM 还推出了 IBM Quantum System Two，这是一款新型模块化量子计算机。该系统已在纽约投入运行，旨在处理复杂的科学和商业计算。

当前密码学面临的量子威胁是研究人员广泛承认的事实。人们越来越重视开发和实施抗量子或后量子密码算法。

例如，美国国家标准与技术研究院 (NIST) 启动了一个评估和标准化抗量子公钥密码算法的流程。这些可能是在量子计算面前维持区块链和其他数字基础设施的安全性和弹性的关键步骤。

随着量子计算机能力的发展，研究人员、开发人员和政策制定者的协作参与将变得至关重要。

通过优先开发和集成抗量子密码解决方案，区块链社区可以保护敏感信息，维护数字信任，并确保区块链在量子时代的持续生存能力。

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