XRP 账本计划于 2028 年前实现抗量子升级——相关风险与成本

XRP迈向后量子密码学的道路

这项作为XRP Ledger基金会2027年协议路线图一部分发布的研究，探讨了在区块链的账户、验证者及验证者列表发布者中引入ML-DSA-44——一种标准化的后量子数字签名算法。

该提案将使用户和网络运营商能够用专为抵御足够强大的量子计算机攻击而设计的替代方案，取代现有的加密密钥。

该研究基于瑞波此前宣布的“到2028年实现全面后量子就绪”的目标，但对达成该目标所需的工作提供了更详细的评估。

目前，XRP Ledger 账户使用 secp256k1 或 Ed25519 加密算法，这两种算法在理论上都可能被运行肖尔算法的足够先进的量子计算机攻破。

这一担忧不仅限于单个 XRP 钱包。验证者依赖加密签名来验证交易并协调网络共识，而可信验证者列表发布者则负责确定哪些运营商参与该过程。若针对这些系统的攻击得逞，恶意行为者可能冒充合法账户或验证者，从而潜在地破坏网络安全。

该基金会的提案旨在在这些系统中全面引入对 ML-DSA-44 的支持，使用户能够在现有加密保护措施出现漏洞之前完成迁移。 然而，此次升级将带来巨大的技术成本。

研究表明，使用拟议的抗量子签名的交易将消耗约 5,331 字节的存储空间，而传统支付仅需 1,704 字节。这意味着存储空间需求增加了约 213%，可能影响网络带宽、交易记录存储及运营成本。

该基金会估计，实施该方案大约需要640个开发工时和400个额外的审查工时，预计审查、审计及相关费用总计在215,000至255,000美元之间，其中不包括初始开发工作。

该研究还指出了围绕交易费用、账户迁移以及与现有软件兼容性等方面尚未解决的问题。如果账户原有的易受攻击的主密钥仍处于启用状态，仅添加一个抗量子攻击的常规密钥并不能完全保障账户安全。该方案已在网络的AlphaNet环境中进行了测试，但在部署前仍需进一步开发和安全审查。

路线图计划于2027年上半年开展迁移研究，随后在2027年底或2028年进行开发、审查和审计。主网启用日期尚未获批。

瑞波此前于4月宣布了一项分四个阶段的量子安全战略，包括实验性部署、应急规划以及与安全公司Project Eleven的合作。该合作涵盖对结合传统和后量子签名的混合签名系统的研究，以及验证者测试和托管钱包原型开发。

区块链行业筹备后量子时代举措

XRP分类账并非唯一为应对这一新兴威胁做准备的区块链。比特币开发者正在考虑BIP 360提案，该提案将引入一种新的输出类型，旨在减少公钥的暴露风险。 就在最近，一位资深的比特币核心（Bitcoin Core）开发者提议埋设秘密的“量子地雷”，以将针对比特币的量子盗窃企图转化为代价高昂的错误。以太坊已将抗量子能力纳入其长期路线图，拟对验证者架构和账户认证进行调整，目标是在2029年左右进行更广泛的升级。 Solana 开发者正在探索 Falcon 后量子签名方案，而 Starknet 则在研究从以太坊第二层过渡到独立第一层区块链的可能性，部分原因是为了对其后量子安全路线图获得更大的控制权。

尽管目前尚无量子计算机展示出破解主要区块链加密机制的能力，但XRP分类账基金会认为，尽早做好准备至关重要，因为在运行中的网络中替换加密系统可能需要数年时间。

若该修正案成功部署，XRP Ledger 将有望成为首批同时为普通账户和验证者提供原生后量子签名支持的主要区块链之一。