维塔利克为何认为量子计算或提早破解以太坊加密体系
核心要点
布特林认为量子计算机在2030年前突破现有加密技术的可能性高达20%,并主张以太坊应开始为此做准备。核心风险涉及椭圆曲线数字签名算法:一旦公钥在链上可见,未来的量子计算机理论上能借此推导出对应私钥。他的量子应急预案包括回滚区块、冻结外部账户并将资金转移至抗量子智能合约钱包。缓解措施意味着采用智能合约钱包、NIST认证的后量子签名方案以及支持加密方案灵活切换的基础设施。

风险量化与预警
2025年末,以太坊联合创始人维塔利克·布特林做出非常规举动,对通常仅存在于科幻讨论中的风险进行了量化。他援引预测平台Metaculus数据称,2030年前出现能破解当前加密技术的量子计算机的概率"约为20%",预测中值则指向2040年。数月后在布宜诺斯艾利斯的Devconnect大会上,他警告称作为以太坊和比特币基石的椭圆曲线密码学"可能在2028年下届美国总统大选前被破解",并敦促以太坊在四年内转向抗量子基础架构。
布特林强调,量子计算机在2020年代实现密码学突破存在不可忽视的可能性,因此相关风险应纳入以太坊研究路线图,而非视为遥远未来的议题。
现状洞察
截至2025年,Etherscan数据显示以太坊已拥有超过3.5亿个独立地址,尽管其中仅小部分地址持有有效余额或保持活跃,仍体现出网络的广泛拓展。
量子计算对加密体系的冲击
以太坊的安全基石是椭圆曲线离散对数问题,构成椭圆曲线数字签名算法的数学基础。系统采用secp256k1椭圆曲线实现签名,其运作逻辑为:私钥作为随机大数生成公钥曲线坐标,再经哈希运算得到地址。在经典计算机上,从私钥推导公钥易如反掌,逆向计算则被公认具有计算不可行性,这种不对称性使得256位密钥被视为实质上不可破解。
量子计算正威胁着这种不对称性。1994年提出的肖尔算法表明,足够强大的量子计算机能在多项式时间内解决离散对数问题,这将瓦解RSA、迪菲-赫尔曼和椭圆曲线数字签名算法等加密体系。互联网工程任务组与美国**标准技术研究院均承认,经典椭圆曲线系统在密码学相关量子计算机面前不堪一击。
布特林在以太坊研究论坛的应急预案中指出关键细节:若地址从未发生交易,链上仅存公钥哈希值(仍具备量子安全性);一旦发送交易,公钥**将赋予未来量子攻击者还原私钥所需素材。核心风险并非量子计算破解Keccak哈希或数据结构,而是未来机器能锁定所有曾**公钥的地址,这覆盖绝大多数用户钱包与智能合约金库。
风险框架与应对逻辑
布特林的论述包含两大要素:首先是概率评估,援引Metaculus预测显示2030年前突破现行公钥密码学的概率约五分之一;其次是2028年时间框架,他引用研究称256位椭圆曲线的量子攻击可能在美国大选前实现。需要明确的是:当前量子计算机尚无法攻击以太坊;密码学相关量子计算机问世将导致椭圆曲线数字签名算法结构性失效;全球网络向后量子方案迁移需数年周期,等待明确危险信号本身即为风险。
这种思路体现安全工程学理念:虽无需因十年内20%的大地震概率疏散城市,但应趁早加固桥梁。
技术进展
IBM**路线图将夜鹰与潜鸟量子芯片与2029年实现容错量子计算的目标对齐,并展示关键量子纠错算法可在传统AMD硬件**运行。
量子紧急硬分叉方案
早在公开预警前,布特林已在2024年提出《量子紧急状态下通过硬分叉保全用户资产的方案》,勾勒出应对突发量子突破的应急机制:当量子计算机开始大规模破解椭圆曲线数字签名算法钱包时,以太坊可执行以下操作:
侦测攻击并回滚链状态至大规模量子盗币前的**一个区块;冻结传统外部账户交易权限以阻断进一步资产流失;通过新型交易类型让用户以零知识STARK证明其掌握原始种子或派生路径,同时指定抗量子智能合约钱包的验证代码,通过验证后资金控制权转移至新合约;采用批量证明提升Gas效率,聚合器提交证明组合包实现多用户同步迁移。
该方案定位为**救济手段而非**策略,其价值在于推动协议层构建账户抽象、强零知识证明系统与标准化抗量子签名方案等必要基础设施。
技术专家时间线评估
若布特林依据公开预测,硬件与密码学专家的实际观点如何?谷歌2024年末发布的柳树量子芯片虽拥有105个物理量子比特并在特定基准测试超越经典超算,但其量子AI总监明确表示该芯片无法破解现代密码学,估算破解RSA需要数百万物理量子比特,至少还需十年发展。
学术研究指向相同结论:突破表面码保护的量子比特破解256位椭圆曲线密码学需数千万至数亿物理量子比特,远超当前技术水平。密码学界多年来持续警告,密码学相关量子计算机将通过肖尔算法破解所有主流公钥系统,包括RSA、迪菲-赫尔曼和椭圆曲线数字签名算法等,既能解密历史通信记录,也可**数字签名。
为此NIST历时近十年开展后量子密码学竞赛,于2024年确立首批三个标准:ML-KEM密钥封装及ML-DSA、SLH-DSA签名方案。尽管对具体"量子霸权日"尚未形成共识,多数预测集中在10-20年区间,部分研究假设乐观情景下2020年代末可能实现椭圆曲线容错攻击。美国白宫等政策机构高度重视该风险,推动联邦系统在2030年代中期前完成向后量子密码学迁移,这本身暗示密码学相关量子计算机在此期间出现的显著可能性。
迁移成本
据2024年NIST与白宫报告估算,2025-2035年间美国联邦机构向后量子密码学迁移的成本约71亿美元,而这仅涉及单一**的政务系统。
量子加速发展下的以太坊演进路径
协议与钱包层面已呈现多线并进态势:通过ERC-4337式账户抽象将用户从基础外部账户迁移至可升级智能合约钱包,便于未来无需紧急硬分叉即可切换签名方案,已有项目演示兰波特或XMSS式抗量子钱包;需筛选经实战检验的后量子签名家族(可能源自NIST标准或哈希结构),统筹密钥尺寸、签名大小、验证成本与智能合约集成的平衡;椭圆曲线不仅应用于用户密钥,BLS签名、KZG承诺及部分扩容证明系统同样依赖离散对数难题,**抗量子路线图需为这些基础组件准备替代方案。
社会与治理层面,量子应急分叉方案揭示**实际应对都需要高度协同。即便密码学方案**,回滚区块、冻结传统账户或执行大规模密钥迁移仍将引发政治与操作争议。因此研究者主张:建立可自动触发迁移规则的熔断机制;将后量子迁移设计为渐进式进程,使用户在真实威胁出现前即可自主选择。
对个人与机构而言,近期行动清单更为明晰:优先选择支持加密升级而不必更换地址的钱包方案;避免不必要的地址复用以减少链上公钥**;关注以太坊**采用的后量子签名标准,待成熟工具出现后及时迁移。
量子风险应遵循工程学应对洪灾或地震的原则:虽今年摧毁房屋概率较低,但长期来看可能性足以支撑未雨绸缪的基础设计。
