以太坊基金会计划2028年底前转向后量子密码学

以太坊基金会研究员 Justin Drake 表示，随着量子计算和人工智能带来新的风险，以太坊正加速向后量子密码学过渡。

“2028 任务”旨在于 2028 年 12 月前保护以太坊的执行层、共识层和数据层。

开发者计划采用基于哈希的密码学和经过形式化验证的系统，目前的主要选项是 SHA-3/Keccak。

以太坊基金会研究员 Justin Drake 表示，以太坊正加速向后量子密码学过渡，开发者目标是在 2028 年 12 月前完成这项工作。该计划旨在保护以太坊的执行层、共识层和数据层，因为量子计算和人工智能的进步正为该网络的密码系统带来新的风险。

Drake 在一场演讲中表示，AI 辅助研究在近几个月显著增加了被发现的漏洞数量。自 3 月以来，以太坊客户端开发者已收到 895 个潜在问题，其中 500 个被确认是真实漏洞。

Drake 表示，以太坊受益于拥有多个客户端。他补充称，以太坊基金会的安全团队在最近数周和数月扩大了规模，并招募了专攻 AI 的研究人员。

开发者评估量子计算风险

Drake 表示，能够破解现代密码学的量子计算机预计出现时间可能会提前。他援引一家大型量子公司负责人的说法称，据 Drake 所述，该负责人对“Q-Day”将在最早 2029 年到来有 99% 的信心；“Q-Day”是指量子计算机能够破解相关加密机制的时点。

Drake 将自己的基准估计定在 2032 年，并认为 Q-Day 在 2029 年前到来的概率为 10%。他还指出，中性原子量子系统因其扩展潜力，是短期内主要的密码学威胁之一。

Drake 表示，量子硬件、纠错和算法均在取得进展。他提到 Shor 算法的相关研究，该算法可用于破解椭圆曲线密码学。

据 Drake 介绍，约 100 名参与 ecdsa.fail 项目的爱好者，相较于谷歌 3 月发布的一项研究，将所需量子比特的估计数量减少了 30%。他表示，他们还将该算法的运行时间缩短至原来的三分之一，而演讲中提及的更新研究可能再将其缩短一个数量级，从数分钟降至数秒。

Drake 另行警告称，数学超级智能可能会找到长期被认为正确的猜想的反例，进而对以太坊密码机制的可靠性提出更多疑问。他还表示，政府机构可能限制有关密码学漏洞研究的发表。这两点均为 Drake 的评估。

开发者目前希望在 JAR 分叉之前保护以太坊全部三个层级。他们此前计划在较晚的 LAR 分叉中实施相关变更。

该计划要求在执行层实现后量子交易、在共识层实现后量子证明，以及在数据层实现后量子数据采样。LeanVM 将作为主要实施工具，并且据演讲者介绍，最近已实现完整的端到端形式化验证。

“2028 任务”包括两个主要里程碑：于 2027 年 1 月在主网上线 Glamsterdam 分叉，以及在 2028 年 12 月前完成向后量子和后 AI 密码学的过渡。开发者计划在 Glamsterdam 之后的 24 个月内通过三次硬分叉部署这些变更。

第二位演讲者 Kev 表示，基于哈希的密码学和形式化验证将构成这一过渡的基础。团队曾因性能考虑 Poseidon2，但随着证明系统的发展，转而采用经典哈希函数。其当前主要选项是 SHA-3/Keccak，该算法已历经逾 10 年的密码分析。

开发者计划在执行层以 leanSphincs 替代 ECDSA，在共识层以 leanXMSS 替代 BLS，并在数据层以 leanDA 替代 KZG。他们还在开发 leanPCS，这是一种后量子多项式承诺方案，旨在支持从 Groth16 和 Plonk 转向后量子 STARK 证明。

开发者敦促验证者检查旧版 0x00 提款凭证，演讲者称这些凭证计划被弃用，并参与 PQ Validator Registry。应用开发者应审查其系统是否存在对 ECDSA 的硬依赖，而钱包开发者应评估对 Frame Transactions 的支持；后者预计将成为执行层后量子保护的核心组成部分。

Drake 估计，至少签署过一笔交易的账户持有 72% 的 ETH，这意味着其公钥已经暴露。他表示，希望立即降低这一风险的用户，可以将 ETH 转移至一个从未签署过交易的新账户。届时，区块链将暴露地址哈希，而不是原始公钥。

用户也可以通过智能合约使用 Frame Transactions，以验证 leanSphincs 签名。演讲者表示，这种方法目前可以提供后量子保护，但在 leanVM 被直接整合进协议之前，其成本仍会更高。

开发者还要求社区就 leanSphincs 参数提供反馈，并在 Daugi 网络上测试该系统。

Stacks 创始人 Muneeb Ali 此前表示，量子威胁已经限制了比特币的增长。