比特币面临量子计算冲击：抗量子升级路径初现

Fidelity Digital Assets于9月1日发布研究报告，评估未来量子计算机对比特币体系结构的潜在威胁。研究指出，一旦具备足够算力的量子设备问世，肖尔算法将能从公钥逆推私钥，从而危及用户资产控制权。

当前数字签名机制的核心逻辑

报告强调，比特币的安全基石在于私钥的不可逆性。用户通过私钥生成数字签名以验证交易所有权，该过程不暴露私钥本身，构成了去中心化金融的信任基础。

尽管目前尚无实用型量子计算机，但研究团队警告，随着技术演进，这一理论风险正逐步逼近现实。尤其在交易吞吐量敏感的场景下，任何安全升级都需兼顾系统性能。

主流签名方案的技术局限

当前比特币网络主要依赖椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）和自2021年Taproot升级后启用的Schnorr签名。两者均基于数学难题构建安全性，而此类问题在量子环境下可被高效破解。

近期多项研究降低了实现量子攻击所需的资源门槛，进一步推动业界对长期安全架构重构的关注。

探索抗量子签名新范式：SHRINCS提案解析

研究人员正转向基于哈希函数的签名体系，其中名为SHRINCS的方案尤为引人注目。该设计结合状态化签名与无状态备份，旨在平衡效率与鲁棒性。

草案显示，其公钥长度为48字节，状态签名大小介于548至4,619字节之间，而无状态回退版本可达5,777字节。状态方法依赖设备维护一次性密钥使用记录，若信息丢失则可能导致路径失效。

为规避此风险，方案采用美国国家标准与技术研究院（NIST）2024年8月发布的SLH-DSA标准作为无状态备用机制，虽保障可用性，却显著增加链上数据占用。

部署障碍与跨领域协同需求

引入如SHRINCS等新签名机制需制定新的共识规则，可能通过向后兼容的软分叉实现。然而，此举要求钱包服务商、矿工、交易所及节点运营商全面配合，协调成本高昂且周期漫长。

今年7月，Fidelity联合八家机构共同发起一项总额达1500万美元的比特币安全研究计划，重点涵盖抗量子解决方案的可行性分析与落地路径探索。