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Vitalik：如何在突发量子攻击时保护用户资金

2024/03/11 10:42

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作者：Vitalik Buterin；编译：邓通，金色财经

假设明天宣布量子计算机可用，并且不良行为者已经可以访问它们并能够使用它们窃取用户的资金。防止这种情况的发生是抗量子密码学（例如 Winternitz 签名、STARK）的目标，一旦账户抽象到位，任何用户都可以按照自己的计划转而使用抗量子签名方案。但如果我们没有那么多时间，而突然的量子转移早在这之前就发生了怎么办？

我认为，实际上，我们已经做好了准备，可以制作一个非常简单的恢复分叉来应对这种情况。 区块链将不得不硬分叉，用户将不得不下载新的钱包软件，但很少有用户会损失资金。

量子计算机的主要挑战如下。以太坊地址定义为 keccak(priv_to_pub(k))[12:]，其中 k 是私钥，priv_to_pub 是将私钥转换为公钥的椭圆曲线乘法。使用量子计算机，椭圆曲线乘法变得可逆（因为这是一个离散对数问题），但哈希仍然是安全的。如果用户尚未使用其账户进行任何交易，则只有地址是公开可见的，并且他们已经是安全的。但是，如果用户进行了一笔交易，那么该交易的签名就会泄露公钥，这在后量子世界中允许泄露私钥。因此大多数用户都容易受到攻击。

但我们可以做得更好。关键的认识是，在实践中，大多数用户的私钥本身就是一堆哈希计算的结果。 许多密钥是使用 BIP-32 生成的，它通过从主种子短语开始的一系列哈希值生成每个地址。许多非 BIP-32 密钥生成方法的工作原理类似，例如：如果用户有脑钱包，它通常是应用于某些密码的一系列哈希值（或中等难度的 KDF）。

这意味着 EIP 的自然结构是通过硬分叉链来从量子紧急情况中恢复：

恢复第一个明显发生大规模盗窃的区块之后的所有区块；
传统基于 EOA 的交易被禁用；
添加了新的交易类型，以允许来自智能合约钱包的交易（例如 RIP-7560 的一部分）（如果尚不可用）；
添加新的交易类型或操作码，您可以通过它提供 STARK 证明，证明 (i) 私有原像 x，(ii) 来自 k 个批准的哈希函数列表的哈希函数 ID 1 <= i < k， (iii) 公共地址 A，使得 keccak(priv_to_pub(hashes[i](x)))[12:] = A。STARK 还接受该新验证码的哈希值作为公共输入账户。如果证明通过，您的账户代码将切换为新的验证代码，从那时起您将能够将其用作智能合约钱包。

出于Gas效率的原因（毕竟STARK很大），我们可以让STARK成为批量证明，证明上述类型的N个STARK（必须是STARK-of-STARK，而不是直接证明多个声明，因为每个用户的 x 需要对聚合器保密）。

原则上，实施此类硬分叉的基础设施可以在明天开始建设，从而使以太坊生态系统做好充分准备，以防量子紧急情况确实发生。

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