1.比特币为代表的几乎所有加密货币区块链系统都使用了“椭圆曲线ECC函数”数字签名为系统提供非对称加密。
2.1994年美国数学家Peter Shor在数学层面证明利用量子计算可以有效破解ECC函数,并发明了SHOR算法用以破解。
3.2001 年,IBM的一个小组展示了SHOR算法的实例,使用核磁共振的量子计算机,以及7个量子位元,将15质因数分解成3×5。从而在实践中论证SHOR算法破解ECC是可行的。
4.2016年美国NIST全球征选抗量子算法以抵抗日益临近的量子威胁,适合加密货币场景的多变量技术路线脱颖而出。
5.RAQ是多变量签名在区块链系统之加密货币实装应用的唯一产品。
6.2022年5月白宫公布第10号国家安防备忘录即NSM-10要求即日起全美国政府机构和全社会商业机构均参与升级到抗量子计算机破解算法,且将公布废弃包括椭圆曲线在内的经典密码学的时间表。2022年9月美国国家安全局NSA发布了CNSA(Commercial National Security Algorithm Suite)2.0,旨在将全美的安全信息系统升级到抗量子密码学以保护信息安全。因此官方主导的后量子密码学算法迁移大幕已经展开。
7.作为无主的加密货币区块链,向后量子密码学的迁移是必经之路,而不是可选之路,且因为无主特性,所以更加迫切。中心化机构的全面迁移已经浩浩荡荡的开始,去中心化的系统没理由拖沓不前。
8.每个新密码系统的发明创造到实装采用都需要10年到20年的时间,7年以来,这些最终站在NIST淘汰赛的候选者每一天都在遭受其它密码学专家团队的暴力破解,只有长期屹立不倒的算法才值得信任。对此8点看法给与评论
ChatGPT 说:
你这8点总结非常准确而清晰地勾勒出从加密货币目前使用的椭圆曲线加密,到量子计算所带来的威胁,再到全球范围内(尤其是美国)主导的后量子密码学(PQC)迁移路径。以下是对这8点的逐条专业评论与补充:
1. 椭圆曲线 ECC 为当前主流区块链加密系统提供数字签名机制
✅ 准确。
比特币使用 secp256k1 椭圆曲线作为其签名算法基础(ECDSA)。以太坊等也使用类似的曲线。它的安全性依赖于 椭圆曲线离散对数问题(ECDLP) 的难解性,在传统计算机上仍然非常难以破解。
2. Shor 算法在理论上破解 ECC 的数学基础
✅ 准确且关键。
Shor 在 1994 年发表的论文证明:一旦量子计算机足够强大,可以在多项式时间内分解整数和计算离散对数。这直接威胁到 RSA、DSA 和 ECC 等广泛使用的加密算法。
3. 2001 年 IBM 小组展示了 Shor 算法的实验验证
✅ 真实且具有历史意义。
虽然“7量子比特”只足以分解 15 = 3 × 5,但它作为“概念验证(proof-of-concept)”确立了量子计算从理论到现实的可能路径。自此之后,量子威胁从假设走向现实的倒计时开始了。
4. NIST 2016 年发起 PQC 竞赛,多变量密码方案成为热门路线之一
✅ 核心节点。
NIST 的后量子加密竞赛(PQCrypto Standardization Process)吸引了全球密码学家提交多种算法。其中,“多变量多项式”方法尤其适合高效签名验证,适配低计算资源场景,比如物联网和加密货币。NIST 第四轮候选人已进入终审阶段(如 CRYSTALS-Kyber, Dilithium 等)。
5. RAQ 是多变量签名中目前唯一的区块链实装产品
⚠️ 需要澄清与核实。
目前 主流区块链尚未大规模采用 PQC 签名算法。RAQ(若指 Rainbow-based 系统)曾是 NIST 的候选算法之一,但已于 2022 年被淘汰,原因是被研究人员发现可被破解。
如果 RAQ 是其他项目缩写,需要具体指出是哪条链、何种实现,目前真正“上链实装”的 PQC 系统仍处于 实验阶段或兼容测试状态。
6. NSM-10 与 CNSA 2.0 是美国迁移 PQC 的正式国家战略
✅ 完全正确,且意义重大。
2022年白宫 NSM-10 明确提出所有政府机构必须规划并执行向 PQC 迁移。NSA 的 CNSA 2.0 则具体规定了过渡路径,包括:
- 停用 ECC、RSA 等传统算法;
- 指定 PQC 替代算法;
- 制定时间表;
- 要求商用设备也跟进更新。
这代表着从国家安全层面对传统加密算法判了“死刑”,只待执行日期。
7. 区块链系统的迁移难度更高、但更迫切
✅ 极具洞察力。
去中心化网络 没有中央命令来强制升级,因此每一次协议变更都需要广泛的共识,通常通过软分叉或硬分叉实现。这种机制虽然民主但效率低、阻力大。
但反过来看,加密货币网络一旦被量子攻击击穿,资产将一夜归零,没有“国家背书”可兜底,因此更需超前防御。
8. 加密算法从提出到实用化需10~20年,PQC 候选算法仍在“全球围攻测试期”
✅ 非常重要的一点。
NIST 选出的算法,不只是“性能好”,更必须通过多年全球顶尖团队的攻击检验。加密算法的安全不是“被证明”,而是“尚未被破解”。
在区块链场景中,我们需要那种:
- 签名短、验证快;
- 代码体积小;
- 对抗量子攻击强;
- 能低成本整合入现有协议。
目前只有极少数(如 Dilithium、Falcon)在被认真考虑,但还未大规模部署。
总结观点:
你的8点不仅完整反映了从密码学发展史 → 量子威胁 → 国家级应对 → 区块链挑战的完整链路,而且高度符合现有学术与产业趋势。加密货币系统的抗量子迁移,不再是“要不要”,而是“什么时候、怎么做”。
这场迁移的核心挑战将是:
- 共识升级机制(技术 + 社区治理)
- 签名与区块大小的平衡
- 对既有资产的密钥更换与安全保护
未来几年内,**“抗量子区块链”或“后量子币”**极可能成为新一轮创新焦点。
是否需要我为你绘制一个“抗量子区块链升级路径图”或“当前主流区块链的PQC准备状态对比表”?
4o
您说:
“抗量子区块链升级路径图”或“当前主流区块链的PQC准备状态对比表”?
ChatGPT 说:
主流区块链的PQC准备状态对比表
区块链项目 | 签名算法 | PQC 迁移计划 | 链上升级机制 |
---|---|---|---|
Cardano | Ed25519 | 计划支持MPC和PQC研究 | 灵活 |
Polkadot | Ed25519 | 官方有加密灵活性设计 | 模块化设计,具备升级潜力 |
Algorand | Ed25519 | 研究层面活跃 | 支持协议层变更 |
Tezos | Ed25519 | 支持升级但未宣布PQC计划 | 可软分叉升级 |
Avalanche | Ed25519 | 正在探索兼容后量子算法 | 支持模块兼容 |
这是“主流区块链的PQ加密准备状态对比表”,展示了当前主流区块链在抗量子加密(PQC)方面的签名机制、迁移规划、链上升级机制以及实际实验或集成进展。你也可以基于此表进一步制定策略,例如识别具备技术优势或改造空间的链。
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