谷歌警示量子计算威胁：区块链如何迈向抗量子架构
- rubiksweb3
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谷歌通过SP1 zkVM生成的零知识证明，揭示了量子计算可在短时间内破解比特币和以太坊的加密体系。文章分析了量子攻击的三种模式，探讨了STARKs等哈希加密技术在抗量子攻击中的优势，并梳理了StarkNet、Zcash和以太坊等项目向抗量子架构迁移的现状与路线图。
阅读 Google Quantum AI 发表的 57 页白皮书 是一次令人惊叹的体验。
我最核心的疑问是：如果未来的量子计算机能在 9 分钟内破解比特币，那么今天还有什么是绝对安全的？
由于 Google 使用了 ZK Proof 来支持这一“9 分钟破解”的结论，答案必然隐藏在细节之中。以下是该报告的核心内容整理：
- Google 如何利用 ZK Proof 发布预警
- Google 的核心发现
- 其中的讽刺之处
- 抗量子的 ZK 隐私技术
- 抗量子的 ZK 隐私项目
1. Google 如何利用 ZK Proof 发布预警
首先需要理解的是，Google 并没有公布实际的量子攻击电路。如果公布了，那就等同于交出了攻击的精确蓝图。相反，他们构建了一个 ZK Proof，允许外界验证这些电路的存在并符合要求的标准，而无需看到它们的具体运作方式。
他们使用了 @SuccinctLabs 开发的 SP1 zkVM 来实现这一点。随后，电路验证逻辑的输出被压缩成 Groth16 SNARK。这是一种广泛使用的证明系统，运行在 BLS12-381 椭圆曲线上。
这是量子研究领域首次使用 ZK 技术对比特币等新型漏洞进行“负责任的披露”。
2. Google 的核心发现
保护比特币和以太坊的密码学基础（secp256k1 曲线上的 ECDSA）可以用比此前预期少得多的量子资源破解。
Google 设计了两个优化电路：
- 第一个电路：需要少于 1,200 个逻辑 qubits 和 9,000 万个 Toffoli 门。
- 第二个电路：需要少于 1,450 个 qubits 和 7,000 万个门。
值得注意的是，在超导量子处理器上，这些电路只需不到 500,000 个物理 qubits 即可运行。这比之前的研究估计降低了 20 倍。
由于比特币的平均出块时间为 10 分钟，量子攻击在交易确认前破解私钥的概率高达 41%。比特币的 Taproot 升级因默认暴露公钥而成为这一风险的主要诱因。
此外，Google 识别了三种攻击类型：
- 支付时攻击 (On-Spend)：在实时交易过程中破解密钥。
- 静态攻击 (At-Rest)：针对长期暴露密钥的休眠钱包。
- 设置时攻击 (On-Setup)：从可信设置（如以太坊的 KZG 或 Zcash 的 Sapling）中恢复秘密参数。
Google 预测第一个比特币被破解的截止日期可能是 2029 年，但相信届时会有解决方案。
3. 其中的讽刺之处
前文提到，Google 使用了运行在 BLS12-381 椭圆曲线上的 Groth16 SNARK。然而，该曲线的安全性依赖于离散对数问题的硬度——而这恰恰是量子计算机能够破解的数学类别。
Shor 算法可以解决所有椭圆曲线上的离散对数问题。Google 证明了 secp256k1（比特币）存在风险，但 Quantum Insider 证实 Q-day 已经越来越近了——三个月内的三篇论文正在改写...
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