
互聯網的加密基礎是為一個已經不復存在的世界而構建的——或者更確切地說,是為一個正在悄悄走向終結的世界而構建的。量子電腦擁有足夠強大的能力來破解現代公鑰加密技術,這一天(Q日)已不再是理論上的遙遠願景。許多密碼學資深人士認為,這將是2020年代末期才會出現的問題。這比大多數機構的路線圖預測的要快得多,也比普通加密用戶被告知的預期要快得多。
約瑟夫·加布里埃爾·馬蒂亞三世,首席運營官 量子 這家將後量子密碼技術整合到硬體錢包基礎設施中的公司一直在思考,這種轉變在協議層面、託管層面以及普通持有者層面究竟會是什麼樣子——這些普通持有者從硬體錢包盒中學習到了所有必要的安全知識。他的答案遠不如業界目前的態度所暗示的那樣令人安心。他更擔心穩定幣的管理金鑰,而不是中本聰的錢包。他認為,多重簽章對量子攻擊者沒有任何有效的防禦措施──只不過是增加了更多同樣存在漏洞的鎖。而且,據公開的安全準備情況追蹤網站migration.fail追踪,目前所有主要的加密資產都被列為簽名層漏洞。
接下來將探討業內大多數人尚未足夠重視的威脅,為什麼等待概念驗證可能已經太晚,以及量子就緒究竟應該是什麼樣的——不是作為一種營銷標籤,而是作為一種可驗證、可審計且默認構建到技術棧中的東西。
您預期「Q日」(量子電腦能夠破解現代公鑰密碼的臨界點)何時到來?攻擊者會先攻擊哪些系統、資料、資產、協定或基礎設施?為什麼?
最有可能在2020年代末期。具體年份尚有爭議,但許多密碼學資深人士認為會在未來四年內發生。

至於首批目標,我不認為中本聰的比特幣會是其中之一,儘管人們往往會想到這一點。
如果敵方擁有這種能力,攻擊顯眼的目標就等於向全世界宣告,從而摧毀巨大的戰略優勢。他們很可能會優先攻擊那些能為他們帶來最大控制權或價值,同時又能盡可能減少引起注意的關鍵目標。
在加密貨幣領域,像主流穩定幣的管理金鑰之類的東西更讓我擔憂。一個密鑰洩漏可能會影響整個生態系統,這使得它比任何單一錢包都更容易成為攻擊目標。
除了加密貨幣領域之外,我還會關注政府機密通訊、軍事網路和情報系統,在這些領域,破解公鑰密碼可能會洩漏高度敏感的資料。
如今許多項目都聲稱具備“量子抗性”,但如果沒有統一的、可審核的檢查清單,這些說法根本無法驗證。您認為,量子就緒的最低門檻是什麼?
對我而言,最低標準是專案應該能夠準確地指出其技術堆疊中仍然存在哪些易受量子攻擊的密碼學程式碼。使用後量子安全授權機制是一個好的開端,但這並不能使整個網路具備量子安全能力。
交易授權應依賴公認的後量子安全機制,且該專案應公開記錄保護其 P2P 連接、共識、零知識系統、隱私層、橋接器和任何其他關鍵基礎設施的措施。
此外,還需要明確區分哪些功能已經上線,哪些功能只存在於發展規劃中。
最重要的是,這些聲明必須可審計。任何人都可以查看所使用的演算法和參數集,檢查其實現方式,並驗證其安全性並非基於不透明或無法驗證的方案,也不是基於行銷標籤。
如果你無法指出保護系統每個關鍵部分的確切加密技術,我認為「量子就緒」就沒什麼意義。
誰該負責制定統一、可驗證的量子就緒標準?這些標準必須包含哪些內容?
我會繼續以NIST作為密碼學本身的參考標準。他們的後量子時代進程吸引了來自世界各地的研究人員,使得任何單一政府或公司都難以左右最終結果。
對於區塊鏈而言,下一層必須由公開運作的協議團隊構建,以便研究人員和審計人員能夠嚴格質疑其設計及其結果。
因此,這些標準需要反映網路目前的運作方式。首先要考慮的是用於授權交易的加密技術,以及後量子加密是否為預設值。任何對易受攻擊簽章技術的依賴都必須明確揭露。
遷移也必須是其中的一部分,因為即使大多數用戶仍然在使用舊密鑰,網路也可以支援後量子密鑰。
硬體錢包可以保護金鑰免於實體竊盜,但無法抵禦針對公鑰的量子攻擊。您如何評估目前使用者對此差異的認知程度?如今一般使用者是否能夠使用安全的儲存模型?或者,業界是否需要一種新的錢包範式?
人們對硬體錢包的防護能力仍然存在很大的誤解。它的確能將你的私鑰與筆記型電腦或手機隔離開來,這非常有用。但量子攻擊者無需接觸設備本身。一旦存在漏洞的公鑰洩露,量子攻擊者就可以直接攻擊加密演算法,而無需接觸硬體錢包。
但這並不意味著硬體錢包就過時了。我們已經將後量子技術支援整合到 Keystone for Quantus 中,因此硬體模型可以不斷發展。限制在於,錢包本身無法使比特幣或以太坊實現後量子化——底層網路也必須支援新的簽名。
更優的模型預設將後量子安全機制建置到錢包和網路中。用戶無需了解底層加密技術何時過時。
多重簽章方案只會線性增加攻擊的複雜性,而不是指數級增加。這是否意味著基於多重簽名的機構託管架構會給人一種虛假的安全感?
多重簽名仍然非常有用,我不希望任何機構放棄它。它可以抵禦目前託管系統面臨的各種威脅,例如單一金鑰被盜或單一簽署者身分被洩露。
危險之處在於,當人們開始將更多密鑰視為抵禦量子攻擊的保護措施時。一個完全基於相同易受攻擊的簽章方案所建構的 3/5 安全設置,其根本缺陷依然存在。量子攻擊者可能需要恢復多個金鑰,但他們每次都在解決同一個問題。如果五把鎖都採用相同的易受攻擊機制,那麼它們的作用微乎其微。
所以,如果機構誤以為冗餘就等同於量子攻擊的防禦能力,那麼多重簽章確實會造成一種虛假的安全感。更好的辦法是保留分散式託管機制,但用能夠抵禦量子攻擊的機制取代其底層脆弱的授權機制。
大型交易所和託管機構是否已做好準備應對量子電腦能在幾分鐘內從公鑰推導出私鑰的情況?普通用戶又該如何應對?
大多數主流交易所都能很好地防禦我們目前所知的攻擊。但我沒有看到太多證據表明他們已經做好應對那種無需觸及他們基礎設施就能重構私鑰的攻擊的準備。
我們透過 migration.fail 來追蹤這一情況。 migration.fail 是一個公開的就緒度追蹤器,用於評估主流區塊鏈網路是否仍依賴易受量子攻擊的加密技術。目前,它所涵蓋的前 20 種加密資產均被列為簽名等級存在漏洞。
一個完善的應對方案需要考慮哪些操作密鑰會暴露,以及一旦某個密鑰被懷疑,資金可能以多快的速度轉移。惡意交易在鏈上可能看起來仍然完全合法,這使得早期應對更加困難。
普通用戶則更落後。大多數人只有在錢包或交易所通知他們需要遷移時才會意識到這一點,因此任何切實可行的方案都必須確保遷移過程足夠簡單安全。
為什麼「先收穫後解密」的威脅在今天仍然具有現實意義——遠在大規模量子電腦出現之前?
首先,我想把這個問題與區塊鏈簽名面臨的量子威脅區分開來,因為它們經常被混為一談。比特幣交易本身就是公開的。攻擊者今天不需要記錄任何訊息,十年後也不需要解密。
但對於銀行、政府和其他機構而言,情況就不同了,它們的加密資料在幾年後可能(而且很可能)仍然屬於敏感資訊。有人可以今天就收集這些數據流量,並將其保存起來,直到技術成熟為止。
Signal、iMessage 和 Cloudflare 已經將其部分系統遷移到後量子加密技術,而大多數用戶幾乎沒有察覺。這或許就是這種過渡該有的樣子。
在有人證明量子電腦可以破解敏感資料加密之前,敏感資料不應該繼續使用這種易受量子攻擊的加密方式。到那時,多年的流量資料可能已經儲存在其他人的存檔中了。
區塊鏈數據不可篡改且公開。對於已經記錄的交易,是否還有補救措施?或者這些資料已經永久外洩?
區塊鏈上記錄的數據是永久性的,但這並不意味著在Q日之後,所有舊交易都會突然變得危險。事實上,大部分交易原本就已經在透明的區塊鏈上公開了。
公鑰是個例外,因為比特幣已經永久記錄了所有已公開的公鑰。攻擊者今天無需建立任何私有存檔,也無需提前攔截任何資料。多年以後,他們仍然可以追溯到同一個公共帳本,並攻擊任何仍控制著重要資產的已公開公鑰。
將資金轉移到後量子密鑰可以消除舊風險敞口的價值,但無法清除歷史記錄。
對於私密交易而言,問題略有不同。資料多年後仍保存在鏈上,因此,如果保護資料的加密最終被破解,當時隱藏的資訊事後可能會洩露。
未來 12 至 24 個月內,業界應該建立哪些可衡量、可執行的量子技術準備標準?
一個有用的參考是美國政府目前正在採取的措施:要求聯邦機構繪製其密碼學風險敞口圖,並指定專人負責遷移工作。高價值系統必須按時遷移到後量子密碼學,目前正在製定密碼學物料清單,以便更輕鬆地追蹤這些依賴關係。
未來12到24個月,加密貨幣領域也需要建立一套類似的規範機制。主流協議應該公佈哪些地方仍在使用存在漏洞的加密技術,並明確完成過渡的日期。交易所和託管機構應該披露有多少價值仍然儲存在舊金鑰之下。
一旦這些數據公開,房源評價和安全審計也可以開始使用它們。這為業界提供了一個具體的衡量標準。
大規模實施這些標準的最大障礙是什麼?業界應該如何在短期內解決這個問題?
最困難的是讓數百萬獨立持有者在沒有中央開關可以操控的情況下完成轉移。協議可以添加後量子時代支持,但冷存儲多年的加密貨幣仍然需要持有者自行轉移。
當務之急是盡可能簡化遷移過程。錢包需要引導用戶以最小的摩擦使用更安全的金鑰流程,而交易所和託管機構則需要經過負載測試的成熟流程。在協議層面,我們也必須避免單純地用一個會造成不可接受的頻寬、儲存或隱私成本的系統來取代一個存在漏洞的系統。等到威脅迫在眉睫時才去設計這些系統,幾乎沒有犯錯的空間。
休眠資產使問題更加複雜。有些持有者永遠不會出現進行遷移,因此網路還需要決定如何處理那些仍然留在網路上的脆弱代幣。
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