Circle Research 提出区块链抗量子攻击的拯救计划

随着 Circle Research 强调即将到来的量子威胁 Q-Day，整个加密货币世界都处于高度警戒状态。这一关键时刻可能会重新定义我们所知的区块链安全。到 2030 年，量子计算机可能达到能够危害许多现有区块链的能力水平。对此，Circle Research 制定了一份全面的路线图，以增强区块链抵御此类威胁的防御能力。

量子计算：潜在的威胁？

根据 Circle 的分析，依赖椭圆曲线或 RSA 的密码协议由于容易受 Shor 算法的影响，特别脆弱。然而，像 SHA-256 和 SHA-3 的哈希函数以及对称加密如 AES 被认为可能安全，免受量子解密努力的影响。
美国和欧盟的监管要求强调了这一紧迫性。这些当局要求关键基础设施和国家安全系统在 2030 年前过渡到后量子算法。对于区块链开发人员来说，这意味着需要更新其技术堆栈的每一层。

迈向安全连接和共识机制

过渡工作已经在进行中，TLS 1.3 支持后量子算法。像 Google 和 AWS 等主要提供商已经开始悄然迁移服务。值得注意的是，IBM 开发出具有 120 个量子的“量子猫”和 Google 验证的 Quantum Echoes 算法标志着量子计算的重大进展。
一种名为 X25519MLKEM768 的混合算法正在成为行业标准；其 ML-KEM 组件获得了 NIST 的批准。开发人员被建议更新 TLS 证书，并准备接受最大可达 1216 字节的大型公钥。
对于权益证明（Proof-of-Stake）区块链，验证者签名机制需要重大变更。以太坊基金会的路线图包括 XMSS 多重签名，利用已经在 Rust 中实现的 Poseidon2 哈希函数。

交易签名和钱包

由于当前形式如比特币的 ECDSA 或 Solana 的 Ed25519 签名的脆弱性，交易签名受到特别关注。过渡过程将涉及采用更大规模的后量子替代方案，如 NIST ML-DSA 或 Falcon。
后量子硬件安全模块（HSM）刚刚开始进入市场，而 AWS 和 Google 的软件选项则通过 KMS 服务引领潮流，提供后量子加密。

用户迁移：地址变更在即

在 Q-Day 之前迁移已揭露公钥的活跃地址至关重要。用户必须在这些地址在 Q-Day 后变得容易受攻击之前进行转移。在某些条件下，被动地址可以在 Q-Day 后使用种子短语理论上恢复。
报告还强调了零知识（ZK）系统中使用的漏洞，这些系统用于加密货币中的隐私功能，如 SNARK 解决方案 Groth16、Halo2 和 PlonK，需要被更具弹性的选项如 STARK 或 SNARG 系统取代，尽管它们对资源的需求更高。

行业背景：为过渡做好准备

实现这一重大转变以增强量子弹性的工具已经存在，但各行业的准备情况不尽相同，监管机构要求做好准备，同时犹豫不决，等待 NIST 或 IETF 等机构的最终标准。
Circle 强调，加密货币领域的每个人都需要通过量子转型路线图获得清晰的指导，重点是保护隐私，防止如“先收集后解密”之类的攻击，确保用户安全始终如一，从发行的第一天起就得到保障，Arc Privacy 自然具备量子抗性。

总结：随着 Q-Day 的临近，可能会重新定义加密货币的安全操作方式，迅速适应变得至关重要，不仅要保护私钥，还要保护公钥，以保障整个依赖它们的生态系统的安全……