LayerZero推出Aerie：无GPU环境下实现高速量子抗性签名聚合

LayerZero Labs近日发布名为Aerie的研究系统，成功在未配备专用图形处理器的Apple笔记本设备上，于0.65秒内完成32,768个基于Falcon算法的量子抗性签名聚合操作，标志着轻量级后量子安全验证迈入新阶段。

核心性能指标与运行配置

系统采用16个工作线程，在标准M4 Max芯片上实现每批次32,768个Falcon-512签名的聚合处理，峰值内存占用仅为2.1 GiB。此外，该系统支持两种聚合体格式：一种保留完整签名盐值以增强可验证性，另一种采用共享盐机制以压缩体积，但需满足特定安全前提条件。

对比现有方案的效率跃升

研究团队指出，相较于早期的Orthus系统，Aerie在相同硬件条件下实现1.5倍的证明生成加速、38倍的验证速度提升，并将最终证明体积缩小1.7倍。值得注意的是，该对比未包含Aerie所执行的签名格式完整性校验流程。

与以太坊生态系统的性能权衡

在与leanVM系统的横向测试中，尽管Aerie在单线程验证耗时（54毫秒）仍高于leanVM（约6毫秒），但其吞吐量表现显著领先——在相同硬件下，对900个XMSS签名的聚合仅用0.51秒，整体处理能力达leanVM的29倍。

批量证明构建机制革新

论文明确强调，其设计摒弃了传统递归式聚合路径，转而采用“一次性覆盖全批次”的直接构建方式。这不仅消除了中间证明生成与多轮组合的开销，还赋予其他节点在原聚合器失效时独立重构证明的能力，提升了系统冗余性。

聚合体结构优化与数据封装

Aerie通过保留每个签名中的短随机盐值，使验证方能自主计算哈希摘要，从而减少传输负担。对于含32,768个签名的负载，其聚合体总大小为1,346 KiB，其中66 KiB用于数学证明部分，其余则为盐值和元数据。平均每位签名仅占42.1字节，约为原始填充式签名的十六分之一。

共享盐模式下的体积压缩潜力

若启用共享盐策略，完整聚合体可缩减至约66 KiB，但此优化依赖于特定签名策略及安全假设，且研究团队强调该数值不构成合规性保证，需结合具体部署环境评估。

标准化背景与战略意义

NIST已正式定稿ML-DSA与SLH-DSA作为数字签名标准，而Falcon仍处于持续标准化进程中。美国机构建议高风险系统最晚于2035年完成从易受量子攻击算法的迁移，且已启动相关过渡规划。尽管当前尚未公布确切性能参数，但团队确认ML-DSA已在Aerie框架内完成集成。