比特幣和以太坊 vs. 量子計算 - BTC 和 ETH 如何計劃生存
2026-09-10
量子計算的崛起迫使 比特幣 和 以太坊 開發者進入加速防禦模式。隨著美國政府對量子硬體投入大量資金，這兩個網絡正面對現實，即今天的橢圓曲線密碼學有一天可能被破解。
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一邊是機器，另一邊是兩種最大的加密貨幣，這些貨幣各自擁有數千億美元的資產，而這些資產是依賴於量子計算機設計來破壞的加密假設。
關鍵問題不在於威脅是否真實，而在於網絡能否在硬體到達之前進行遷移。
關鍵要點
- 量子計算機透過肖爾演算法威脅橢圓曲線簽名，而非比特幣協議的基於散列的核心。
- 以太坊設定了具體的2029年量子抵抗截止日期，並擁有更強的協調工具；比特幣的路徑取決於對BIP-360和BIP-361的自願共識。
- 約束條件是治理和及時遷移，而不是缺乏後量子演算法。
量子威脅解析
現代區塊鏈在很大程度上依賴於橢圓曲線密碼學（ECC）。比特幣使用基於secp256k1曲線的ECDSA和Schnorr簽名。
以太坊為帳戶簽名使用相似的橢圓曲線方案，並使用BLS進行共識。這些系統基於古典計算機的離散對數問題的困難性。
肖爾演算法於1994年發表，改變了這一方程。在足夠大且容錯的量子計算機上，肖爾演算法可以在多項式時間內解決離散對數問題。
一旦公鑰被知道，相應的私鑰就可以被推導，這使攻擊者能夠花費資金。這正是量子計算對比特幣和以太坊影響的核心。
相比之下，格羅佛演算法僅提供了對如SHA-256之類散列函數的二次加速。
這種加速在比特幣的難度調整以及量子糾錯操作的實際開銷下幾乎被中和。
因此，比特幣協議本身、區塊構建和工作量證明被認為是穩健的。脆弱性幾乎完全存在於授權支出的簽名方案中。
公鑰以不同方式暴露：
- 在比特幣上，來自P2PK、P2MS或重用地址的任何支出都會揭示公鑰。
- 在以太坊上，外部擁有的帳戶在首次交易時會揭示其公鑰。
- 那些從未透露過密鑰的靜態硬幣在移動之前保持安全——或者在某些情況下，直到量子計算機能攻擊地址推導本身。
估計約有六百萬個比特幣處於量子暴露的輸出中，其中約230萬個被認為在遷移之前是不可減少的風險。
很大一部分以太幣也 resides在密鑰揭示的帳戶中，這些帳戶在原則上可以轉移到後量子方案中。
硬體進展和2029年窗口
來源：Coindesk
最近的政府和行業動作使時間表變得具體。美國商務部最終確定對Rigetti、D-Wave和Quantinuum每個最多100百萬美元的CHIPS法案獎勵，並持有這些公司的少數股份。
這筆資金專注於硬體擴展、生產和錯誤更正系統，這些系統是更大容錯機器所需的。
谷歌量子AI 估計攻擊256位元的橢圓曲線密碼學可能需要少於1200個糾錯量子比特。
IBM計劃在2029年交付一個故障容忍系統，能在200個邏輯量子比特上運行1億個閘，Quantinuum的目標是在同一時間段內達到數百個邏輯量子比特。
這些數字尚未達到一個加密學上相關的量子計算機，但它們解釋了為什麼協議團隊拒絕等待。
谷歌本身已更新其內部安全時間表，並在2029年之前將其基礎設施向後量子密碼學遷移。Cloudflare也設定了類似的目標。
當建立這些機器的組織也為自己的系統設定遷移截止日期時，信號是清晰的。
斯科特·亞倫森，一位領先的量子計算研究員和最近當選的美國國家科學院院士，公開指出他信任的專家現在認為，能够打破已部署密碼學的容錯機器可能在2029年左右出現。
在糾錯方面的AI進展，包括谷歌DeepMind的AlphaQubit解碼器，通過改善識別和糾正量子噪聲的能力加快了進展。
獨立的蒙特卡羅預測將硬體擴展、資源需求下降和專家調查納入考慮，產生了廣泛的分佈：到2035年約有六分之一的機會擁有一台在加密學上相關的量子計算機，到2040年約30％，到2050年約60％。
因此，2029年至2030年的窗口被開發者視為計劃截止日期，而不是即將崩潰的預測。
比特幣與量子計算：治理作為約束條件
來源：bitstack-app
比特幣能保護自己免受量子計算的侵害嗎？技術路徑是存在的。BIP-360提議一種後量子輸出類型。
BIP-361勾勒了一個分階段的遷移計劃，將會可能限制在過渡期後的舊簽名。
研究人員和機構已經討論過2029年作為可信遷移路徑需要到位的窗口。
然而，比特幣面臨著一個深刻的協調問題。沒有任何具有權威性的機構可以強制執行硬分叉。沒有中本聰來打破僵局。
變更需要礦工、節點操作員、開發者和用戶之間的粗略共識，許多人認為不可變性和最小變更是不容談判的原則。
2017年的區塊大小戰爭仍然是即使是適度升級如何困難的警示範例。
來源：bitstack-app
遷移挑戰對於沉睡的貨幣尤其迫切。中本聰估計的100萬比特幣從未移動，因此也未以傳統意義公開任何密鑰。
一旦這些貨幣被花費，或一旦量子計算機能夠攻擊相關的加密技術，資金便會變得脆弱。由於區塊鏈是不可變的，因此無法靜默修補舊地址。
用戶必須將資金移動到新的抗量子輸出。未能這樣做的人冒著在舊簽名最終受到限制時使其貨幣被孤立的風險。
量子計算會阻止比特幣嗎？幾乎不會。該協議的基於哈希的組件仍然健全，成功的遷移將保留網絡的核心屬性。
真正的風險在於，如果大規模沉睡的資產被量子攻擊者耗盡，或如果協調失敗使數百萬個貨幣在新規則下永久無法花費，將導致合法性危機。
以太坊與量子計算：更清晰的道路
以太坊面臨同樣的加密威脅，但協調現實卻不同。
該 以太坊基金會擁有一支專門的後量子團隊，並將2029年12月設為自我強加的基礎層抗量子時間表。
該網絡已展示了執行複雜協調升級的能力，從工作量證明到權益證明的合併是最突出的例子。
一條可行的遷移路徑看起來是這樣的：
- 通過硬分叉引入新的後量子簽名方案，與現有的橢圓曲線方案並行。
- 為錢包、應用、橋接和第二層系統提供遷移窗口，以移動資金和更新合約。
- 最終棄用舊方案。
技術面積很大。每個錢包、每個智能合約、每個第二層解決方案都必須適應。
然而，治理機制存在。Vitalik Buterin和基金會可以提出建議，社區可以進行辯論，排定的硬分叉可以強制執行變更。
這種非對稱性，即以太坊的協調應對能力與比特幣依賴於新興共識，相比於量子時代的兩個網絡之間最被低估的結構性差異。
後量子遷移所需的內容
NIST在2024年完成了其首次後量子加密標準。這些算法是存在的。未解決的問題是規模、性能和協調。
後量子簽名通常比ECDSA或Schnorr簽名要大。較大的簽名會增加節點的帶寬和存儲成本。混合的經典/後量子方案可以提供過渡性安全，但長期設計必須完全抗量子。
對於已公開密鑰的憑證（那些其公鑰已在鏈上的地址），遷移必須小心區分合法擁有者和已恢復原始私鑰的量子攻擊者。
對於隱藏密鑰憑證，像STARK可驗證的所有權關係那樣的更複雜結構，將舊標識符與對後量子密鑰的承諾綁定，正在進行積極研究。
對前二十名加密貨幣的調查發現，今天沒有一種完全後量子化的。
因此，競爭並不是當前的量子計算機與加密，而是比特幣和以太坊能否在硬體差距縮小之前，替代保護數千億美元資產的加密技術。
另見： 比特幣在量子威脅中比銀行更有準備
比較快照
結論
量子計算對比特幣和以太坊的影響是實在的、有限的，並且在網絡在窗口開放的時候採取行動的情況下可以大幅減輕。
比特幣與量子計算的最終決定將由一個分散的社區是否能達成對基本密碼學變革的共識來決定。
以太坊與量子計算的競賽將測試其更集中化的協調機制是否能在固定的截止日期交付複雜的升級。這兩場比賽現在已經開始。
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另請參閱：瑞波的量子 XRPL 路線圖震驚加密世界：XRP 會在 2028 年之前發射嗎？
常見問題
1. 量子計算機何時能夠破解比特幣？
專家預測在2030年代有一台在密碼學上具相關意義的機器出現的可能性，規劃的時間範圍集中在2029年至2035年間。尚未存在共識認為這樣的機器會在本十年末之前出現，但開發者將此窗口視為現實。
2. 量子計算會停止比特幣嗎？
不太可能。該協議的工作證明和哈希函數並不會因已知的量子算法而根本性破壞。成功的遷移到後量子簽名將保護網絡。更大的風險來自於協調失敗或圍繞休眠幣的合法性危機。
3. 比特幣能夠自我保護免受量子計算的影響嗎？
技術上是的，透過 BIP-360 和 BIP-361 等提案。社交和操作上，答案取決於去中心化的利益相關者是否能在威脅出現之前就遷移路徑和時間表達成共識。
4. 量子計算對比特幣和以太坊的影響是什麼？
一旦公鑰已知且存在足夠強大的量子計算機，兩個網絡的簽名方案便會變得脆弱。以太坊目前更清晰的治理路徑使其在執行及時升級方面具備結構性優勢。
5. 威脅已經緊急嗎？
對於大多數個人持有者而言，立即行動並不是必須的，但協議層級的工作正在加速，恰恰是因為等到具有密碼學相關意義的機器出現會是太遲。暴露的公鑰和休眠的持有物造成了只有遷移才能解決的集中風險。
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