Vitalik Buterin 公布以太坊量子抗性路线图

Vitalik Buterin 概述了一项四管齐下的计划,以加强以太坊对量子威胁的防御,确定了四个最脆弱的领域:验证者签名、数据存储、用户账户签名和零知识证明。随着头条新闻聚焦加密货币领域的量子风险,包括围绕比特币(CRYPTO: BTC)和其他区块链的讨论,这位以太坊联合创始人认为,谨慎的长期升级路径至关重要。在周四的一篇帖文中,他描述了一个路线图,其关键在于为所有签名选择后量子哈希函数——这个问题可能决定网络未来数年的安全立场。这一讨论呼应了先前的提案,包括 Justin Drake 在2025年8月提出的精简以太坊想法。

重点摘要

• Buterin 确定了量子抗性的四大支柱:验证者签名、数据存储、用户账户签名和零知识证明,构建全面升级而非零碎修复。
• 该计划考虑用精简、量子安全的基于哈希的签名取代当前的 BLS 签名,哈希函数的选择对网络具有长期影响。
• 数据存储将从 KZG 过渡到 STARKs,此举旨在保持可验证性的同时增强量子抗性,尽管需要大量工程工作。
• 用户账户将从 ECDSA 转向与基于格的量子弹性方案兼容的签名,尽管更高的 gas 成本是一个问题。
• 长期解决方案聚焦于协议层递归签名和证明聚合,以控制链上验证成本,可能为量子抗性证明实现巨大的可扩展性。
• 对话涉及正在进行的研究,包括 ETHresearch 关于递归 STARK 方法的讨论以及更广泛的 Strawmap 努力,以加速最终性和吞吐量。

提及代币: $BTC, $ETH

情绪: 中性

市场背景: 推动量子抗性原语的努力是在持续网络升级和更广泛转向可扩展零知识证明的背景下进行的,开发者在规划多年过渡时权衡安全性、效率和长期可行性。

为何重要

量子抗性的四管齐下方法不仅仅是理论演练;它标志着以太坊在量子威胁迫在眉睫时如何保持用户信任。如果有效,基于哈希的签名层可能成为后量子安全的事实标准,在未来数年塑造用户与钱包、智能合约和验证者参与的互动方式。哈希函数的决定尤为重要:一旦选定标准,它往往会锚定协议一代,影响工具、硬件要求以及与未来密码学进展的兼容性。

在数据存储方面,用 STARKs 替换 KZG 的计划反映了密码学假设的微妙转变。STARKs 因其量子抗性和透明性而受到赞誉,但将其集成到以太坊的数据可用性和验证堆栈中需要大量的工程努力、优化和严格的安全审计。Buterin 将其描述为"可管理的,但有很多工程工作要做"。此举将在强大的后量子保证需求与实时、全球使用网络的实际现实之间取得平衡。

账户签名代表另一个前沿领域。以太坊目前依赖于 ECDSA,这是当今密码学生态系统的主要组成部分。转向可以容纳基于格或其他量子安全方案的系统可能在短期内带来更重的计算负载和 gas 成本。然而,长期回报可能是一个即使在量子计算能力增长时仍保持安全的网络。Buterin 指出了一个更长期的修复方案——协议层递归签名和证明聚合——通过在单个框架内验证许多签名和证明,可以大幅降低 gas 开销。如果实现,该方法可以在不牺牲可用性的情况下解锁可扩展的量子抗性交易。

讨论的核心主题是在即时实用性和持久安全性之间取得平衡。量子安全签名不是表面升级;它们改变了核心数据路径,从验证者如何验证区块到用户如何签署交易以及如何验证证明。区块链社区越来越认识到"一刀切"的密码学选择可能不够;相反,一种分层策略——传统原语与后量子替代方案共存,递归技术优化验证——可能定义以太坊未来数年的安全态势。

除了密码学细节之外,对话还建立在正在进行的学术和开发者实验之上。例如,研究人员探索了递归 STARK 概念以压缩带宽和计算,包括关于利用递归证明的带宽高效内存池的讨论。这一研究方向反映了以太坊更广泛推动在后量子世界中保持可行的可扩展、可验证计算。讨论还涉及现实世界的升级规划,例如精简以太坊,Justin Drake 在2025年8月将其作为在不破坏当前运营稳定性的情况下加速量子准备的务实框架提出。

与此同时,治理和路线图对话继续在以太坊基金会和更广泛的开发者社区中展开。Buterin 自己的帖文强调了"Strawmap"进展的期望可能产生时隙时间和最终性时间的逐步减少,标志着在不牺牲去中心化或用户体验的情况下通往安全的更敏捷路径。正在考虑的架构变更——从签名方案到数据验证协议——必须与这些运营期望协调,以最小化中断,同时最大化对量子时代威胁的弹性。

下一步关注

• 精简以太坊的更新:任何展示实际量子就绪组件的正式里程碑或测试网部署。
• 后量子签名的哈希函数选择:选择长期标准的标准、安全证明和网络范围影响。
• 基于 STARK 的数据存储进展:工程路线图、性能基准和链上验证策略。
• 用户账户采用基于格或替代签名:钱包、客户端库和工具兼容性的变化。
• 递归签名和证明聚合的实施:现实时间表、gas 影响评估以及支持此类范式所需的潜在协议变更。

来源与验证

• Vitalik Buterin 的量子抗性路线图帖文及相关讨论: https://x.com/VitalikButerin/status/2027075026378543132
• Justin Drake 的精简以太坊提案: https://cointelegraph.com/news/justin-drake-proposes-lean-ethereum
• 关于比特币量子威胁的头条新闻: https://cointelegraph.com/news/saylor-says-quantum-threat-to-bitcoin-is-more-than-10-years-out-expects-coordinated-global-upgrade-if-risk-emerges
• 量子抗性数据存储以及 STARKs 与 KZG 的讨论: https://cointelegraph.com/news/vitalik-details-roadmap-for-faster-quantum-resistant-ethereum
• 以太坊基金会量子 gas 限制优先事项和协议考虑: https://cointelegraph.com/news/ethereum-foundation-quantum-gas-limit-priorities-protocol
• Strawmap 及相关时间期望: https://cointelegraph.com/magazine/bitcoin-7-years-upgrade-post-quantum-bip-360-co-author/
• 递归 STARK 内存池概念: https://ethresear.ch/t/recursive-stark-based-bandwidth-efficient-mempool/23838

以太坊的量子弹性路线图:四个前沿和前进之路

正如 Buterin 所阐述的,以太坊的量子抗性路径聚焦于四个关键领域:验证者签名、数据存储、用户账户签名和零知识证明。该提案呼吁用精简、基于哈希的后量子替代方案取代当前的 Boneh-Lynn-Shacham (BLS) 共识签名。哈希函数的选择被强调为长期决策,可能锁定未来数年的方法。这一转变旨在保持验证者操作的完整性,同时减轻量子计算机可能破解用于证明区块和交易的当前签名的风险。

与此同时,数据层将从基于 KZG 的存储过渡到 STARKs,这一举措旨在在量子压力下保持可验证性。Buterin 指出这是一个技术上可管理的过渡,但需要大量工程努力才能与以太坊现有的数据可用性和验证机制无缝集成。如果实现,这一变化将通过确保数据证明即使在量子时代仍可验证来解决核心漏洞,同时不影响网络性能。

在用户账户方面,该计划设想与 ECDSA 之外的签名方案更广泛兼容,包括抵抗量子攻击的基于格的方法。这里的实际挑战是 gas 消耗:量子安全签名往往计算更重,可能在短期内提高 gas 成本。然而,长期回报将是一个即使在先进量子硬件能够破解传统密码密钥时仍能安全运行的网络。为了抵消增加的计算负载,Buterin 指出了一个协议层解决方案——递归签名和证明聚合——通过将验证工作整合到一次验证数千个签名或证明的主框架中,可以大幅降低链上 gas 开销。

量子抗性证明构成另一个成本障碍,推动了相同的聚合策略。不是在链上单独验证每个签名和证明,而是一个编译的结构——一个总体验证框架——将在单个操作中授权数千个子验证。这种方法可以在实践中将每笔交易的验证负担降低到接近零成本,为后量子证明工作负载实现可扩展模型。这一叙述呼应了正在进行的研究,包括围绕基于递归 STARK 的带宽高效内存池的讨论,该内存池设想在重负载下实现更高效的数据流和验证。

最后,Strawmap 讨论暗示了网络升级的更广泛节奏。Buterin 和研究人员预计时隙时间和最终性的增量改进,标志着在不触发破坏性分叉的情况下升级密码学原语的有节制步调。这些线索的融合——签名升级、数据存储转变和基于聚合的效率——描绘了一个随着量子能力的进步以太坊(ETH)保持安全和可用的未来。围绕这些主题的对话反映了一种成熟的、基于证据的治理和工程方法,在理论安全性与数十亿美元生态系统的实际情况之间取得平衡。

本文最初发布于 Crypto Breaking News 上的 Vitalik Buterin 公布以太坊量子抗性路线图——您值得信赖的加密货币新闻、比特币新闻和区块链更新来源。