富达警告称，比特币的私钥未来将面临量子风险

富达探讨比特币的量子漏洞

根据富达数字资产（Fidelity Digital Assets）9月1日发布的分析报告，比特币的私钥保护机制最终可能需要被替换或补充。虽然目前尚不存在具有密码学相关性的量子计算机（CRQC），但性能足够强大的系统可能会破坏保障交易授权的数学假设，从而使资金面临风险。

富达数字资产研究部指出，交易吞吐量是未来任何比特币安全升级的核心制约因素：

“尽管考虑到当前内存池（mempool）几乎为空的状况，其影响可能不那么明显，但为保持比特币的交易吞吐量而尽量缩小密钥大小，仍然是一个关键问题。”

私钥使比特币持有者无需依赖中介即可授权交易。钱包利用私钥生成数字签名，在不泄露密钥的情况下证明持有者对资产的控制权。私钥、公钥与交易签名之间的这种关系，构成了比特币所有权和自主保管的基础。

比特币当前的签名机制面临未来威胁

大多数标准比特币交易使用椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）或施诺尔签名。施诺尔签名是通过Taproot实现的，其中比特币改进提案340（BIP 340）规定了施诺尔签名，而BIP 341则确立了Taproot的支出规则。 BIP 341于2020年1月发布，随后在2021年升级生效。这两种方案都依赖于经典计算机难以解决椭圆曲线离散对数问题这一特性。

一台运行肖尔算法的足够强大的量子计算机可以解决该问题，并从相应的公钥中推导出私钥。研究结果下调了针对椭圆曲线密码学攻击所需资源的一些估计值，这使得比特币的量子安全辩论备受关注，尽管现有的量子系统仍远低于密码学相关的计算能力。

SHRINCS 兼具效率与恢复路径

研究人员正在评估基于哈希函数而非椭圆曲线密码学的抗量子签名系统。 SHRINCS 规范草案将紧凑的有状态签名路径与更大型的无状态备用方案相结合。其当前设计规定了 48 字节的公钥、548 至 4,619 字节范围的有状态签名，以及 5,777 字节的无状态签名。

带状态的签名路径要求签名设备跟踪哪些一次性签名密钥已被使用。状态丢失或损坏将导致钱包无法安全地沿该路径继续操作，而 SHRINCS 的备用方案则采用了美国国家标准与技术研究院（NIST）于 2024 年 8 月 13 日发布的 SLH-DSA 标准中的算法。 无状态方案虽然保留了访问权限，但会消耗显著更多的区块空间。 富达数字资产研究部（Fidelity Digital Assets Research）描述了未来抗量子比特币升级如何满足不同的安全需求：

“作为一项近期正式确立的BIP，SHRINCS代表了一条潜在的发展路径。然而，比特币的技术限制以及更大规模抗量子签名带来的低效问题表明，未来的解决方案可能与比特币的当前状态相似。”

更大的签名会降低比特币的容量

比特币现有的签名远小于主流的后量子替代方案，这导致未来安全性与网络容量之间存在直接的权衡关系。 更大的签名将消耗更多区块空间，在网络拥堵期间推高交易成本，并限制矿工能够确认的交易数量。其他评估发现，某些抗量子签名系统可能会大幅增加交易数据量。 实施 SHRINCS 或其他抗量子系统将需要新的共识规则，可能需要通过向后兼容的软分叉来实现。 钱包提供商、矿工、节点运营商、交易所和托管机构也需要支持这一过渡。富达（Fidelity）于7月联合其他八家金融和加密货币公司，共同出资1500万美元启动了一项比特币安全计划，其中包括抗量子研究。