一文解讀BIP-360:比特幣首次邁向量子防御,但為何只是第一步
核心要點
- BIP-360 首次將抗量子性正式納入比特幣的發(fā)展路線圖，標志著一次審慎的、漸進式的技術(shù)演進，而非一次劇烈的密碼學(xué)體系變革。
- 量子風(fēng)險主要威脅到已暴露的公鑰，而非比特幣采用的 SHA-256 哈希算法。因此，減少公鑰暴露成為開發(fā)者著力解決的核心安全問題。
- BIP-360 引入了支付到默克爾根（P2MR）的腳本，通過移除 Taproot 升級中的密鑰路徑花費選項，強制所有 UTXO 的花費都必須經(jīng)由腳本路徑，從而最大限度地降低橢圓曲線公鑰的暴露風(fēng)險。
- P2MR 保留了智能合約的靈活性，依然通過 Tapscript 默克爾樹支持多簽、時間鎖和復(fù)雜的托管結(jié)構(gòu)。
比特幣的設(shè)計哲學(xué)使其能夠抵御嚴峻的經(jīng)濟、政治和技術(shù)挑戰(zhàn)。截至 2026 年 3 月 10 日，其開發(fā)者團隊正著手應(yīng)對一項新興的技術(shù)威脅：量子計算。
近期發(fā)布的比特幣改進提案 360（BIP-360），首次正式將抗量子性列入了比特幣的長期技術(shù)路線圖。盡管部分媒體報道傾向于將其描述為一次重大變革，但實際情況更為審慎和循序漸進。
本文將深入探討 BIP-360 如何通過引入支付到默克爾根（P2MR）腳本，移除 Taproot 的密鑰路徑花費功能，從而降低比特幣的量子風(fēng)險敞口。本文旨在闡明該提案的改進之處、引入的權(quán)衡因素，以及它為何尚未能使比特幣實現(xiàn)完全的后量子安全。
量子計算對比特幣的威脅來源
比特幣的安全性建立在密碼學(xué)基礎(chǔ)之上，主要包括橢圓曲線數(shù)字簽名算法（ECDSA）以及通過 Taproot 升級引入的 Schnorr 簽名。傳統(tǒng)計算機無法在可行時間內(nèi)從公鑰逆向推導(dǎo)出私鑰。然而一臺具備足夠能力的量子計算機若運行肖爾算法，則有可能破解橢圓曲線離散對數(shù)問題，進而危及私鑰安全。
關(guān)鍵區(qū)別如下：
- 量子攻擊主要威脅公鑰密碼體系，而非哈希函數(shù)。比特幣采用的 SHA-256 算法在量子計算面前相對穩(wěn)健。格羅弗算法僅能提供二次方的加速效果，而非指數(shù)級加速。
- 真正的風(fēng)險在于公鑰在區(qū)塊鏈上被公開的時刻。
基于此，社區(qū)普遍將公鑰暴露視為最主要的量子風(fēng)險來源。
2026 年比特幣的潛在脆弱點
比特幣網(wǎng)絡(luò)中的各類地址類型，面臨的未來量子威脅程度不盡相同：
- 重復(fù)使用的地址：當資金從該地址被花費時，其公鑰便在鏈上公開，一旦未來出現(xiàn)密碼學(xué)相關(guān)量子計算機（CRQC），該公鑰將面臨風(fēng)險。
- 遺留的支付到公鑰（P2PK）輸出：早期的比特幣交易直接將公鑰寫入交易輸出中。
- Taproot 密鑰路徑花費：Taproot 升級（2021 年）提供了兩種花費路徑：一種是簡潔的密鑰路徑（花費時會暴露一個經(jīng)過調(diào)整的公鑰），另一種是腳本路徑（通過默克爾證明暴露具體腳本）。其中，密鑰路徑是量子攻擊下最主要理論薄弱點。
BIP-360 正是直接針對密鑰路徑暴露問題而設(shè)計。
BIP-360 的核心內(nèi)容：引入 P2MR
BIP-360 提案新增了一種名為支付到默克爾根（P2MR）的輸出類型。該類型在結(jié)構(gòu)上借鑒了 Taproot，但做出了一項關(guān)鍵性改動：徹底移除了密鑰路徑花費選項。
與 Taproot 承諾一個內(nèi)部公鑰不同，P2MR 僅承諾腳本樹的默克爾根?；ㄙM P2MR 輸出的流程為：
揭示腳本樹中的一個葉子腳本。
提供一個默克爾證明，以證實該葉子腳本隸屬于被承諾的默克爾根。
整個過程中，不存在任何基于公鑰的花費路徑。
移除密鑰路徑花費帶來的直接影響包括：
- 避免因直接進行簽名驗證而暴露公鑰。
- 所有花費路徑均依賴于抗量子性更強的基于哈希的承諾。
- 長期存在于鏈上的橢圓曲線公鑰數(shù)量將顯著減少。
- 相較于依賴橢圓曲線假設(shè)的方案，基于哈希的方法在抵御量子攻擊方面具有顯著優(yōu)勢，從而大幅縮減了潛在的攻擊面。
BIP-360 所保留的功能
一個常見的誤解是，放棄密鑰路徑花費會削弱比特幣的智能合約或腳本功能。事實上，P2MR 完全支持以下功能：
- 多簽配置
- 時間鎖
- 條件支付
- 資產(chǎn)繼承方案
- 高級托管安排
BIP-360 通過 Tapscript 默克爾樹來實現(xiàn)上述所有功能。該方案在保留完整腳本能力的同時，舍棄了便捷但存在潛在風(fēng)險的直接簽名路徑。
背景知識：中本聰曾在早期論壇討論中簡要提及量子計算，并認為若其成為現(xiàn)實，比特幣可以遷移至更強的簽名方案。這表明，為未來的升級預(yù)留靈活性，是其初始設(shè)計思想的一部分。
BIP-360 的實踐影響
BIP-360 雖看似一項純技術(shù)改進，但其影響將廣泛觸及錢包、交易平臺和托管服務(wù)等層面。若提案被采納，它將逐步重塑新的比特幣輸出的創(chuàng)建、花費和保管方式，尤其對重視長期抗量子性的用戶產(chǎn)生深遠影響。
- 錢包支持：錢包應(yīng)用可能會提供可選的 P2MR 地址（可能以「bc1z」開頭），作為「量子加固」選項，供用戶接收新幣或存儲長期持有資產(chǎn)。
- 交易費用：由于采用腳本路徑會引入更多見證數(shù)據(jù)，P2MR 交易相較于 Taproot 密鑰路徑花費會略大，可能導(dǎo)致交易費用稍有增加。這體現(xiàn)了在安全性與交易緊湊性之間做出的權(quán)衡。
- 生態(tài)協(xié)同：全面部署 P2MR 需要錢包、交易平臺、托管機構(gòu)和硬件錢包等各方進行相應(yīng)更新。相關(guān)規(guī)劃與協(xié)調(diào)工作需提前數(shù)年啟動。
背景知識：各國政府已開始關(guān)注「先收集，后解密」的風(fēng)險，即當下大量收集并存儲加密數(shù)據(jù)，以待未來量子計算機問世后進行破解。這種策略與對比特幣已暴露公鑰的潛在擔憂如出一轍。
BIP-360 的明確界限
盡管 BIP-360 增強了比特幣對未來量子威脅的防御能力，但它并非一次徹底的密碼學(xué)體系重構(gòu)。理解其局限性同樣至關(guān)重要：
- 現(xiàn)有資產(chǎn)不自動升級：所有舊的未花費交易輸出（UTXO）在用戶主動將資金轉(zhuǎn)移至 P2MR 輸出之前，其脆弱性依然存在。因此，遷移過程完全取決于用戶的個體行為。
- 不引入新型后量子簽名：BIP-360 并未采用基于格的簽名方案（如 Dilithium 或 ML-DSA）或基于哈希的簽名方案（如 SPHINCS+）來替代現(xiàn)有的 ECDSA 或 Schnorr 簽名。它僅移除了 Taproot 密鑰路徑帶來的公鑰暴露模式。要在基礎(chǔ)層全面過渡到后量子簽名，將需要一次規(guī)模大得多的協(xié)議變更。
- 不能提供絕對的量子免疫：即使未來突然出現(xiàn)可實際運行的 CRQC，抵御其沖擊仍需礦工、節(jié)點、交易平臺和托管機構(gòu)之間進行大規(guī)模、高強度的協(xié)同應(yīng)對。長期未動的「休眠幣」可能引發(fā)復(fù)雜的治理難題，并給網(wǎng)絡(luò)帶來巨大壓力。
開發(fā)者前瞻性布局的動因
量子計算的技術(shù)發(fā)展路徑充滿不確定性。部分觀點認為其實用化仍需數(shù)十年，而另一些則指出，IBM 在 2020 年代末的容錯量子計算機目標、谷歌在量子芯片上的突破、微軟在拓撲量子計算上的研究，以及美國政府設(shè)定的 2030-2035 年密碼系統(tǒng)過渡期限，都預(yù)示著相關(guān)進展正在加速。
關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的遷移需要漫長的時間周期。比特幣的開發(fā)者們強調(diào)，必須從 BIP 設(shè)計、軟件實現(xiàn)、基礎(chǔ)設(shè)施適配到用戶采納等各個環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)性規(guī)劃。如果等到量子威脅迫在眉睫再行動，將可能因時間不足而陷入被動。
若社區(qū)達成廣泛共識，BIP-360 可能通過分階段的軟分叉方式推進：
- 激活 P2MR 新型輸出類型。
- 錢包、交易平臺和托管機構(gòu)逐步增加對其的支持。
- 用戶在數(shù)年內(nèi)漸進式地將資產(chǎn)遷移至新地址。
這一過程與當年隔離見證（SegWit）和 Taproot 升級所經(jīng)歷的從可選到廣泛應(yīng)用的路徑類似。
圍繞 BIP-360 的廣泛討論
關(guān)于實施 BIP-360 的緊迫性及其潛在成本，社區(qū)內(nèi)仍存在持續(xù)的討論。核心議題包括：
- 為長期持有者帶來的輕微費用增加是否可以被接受？
- 機構(gòu)用戶是否應(yīng)率先進行資產(chǎn)遷移，發(fā)揮示范效應(yīng)？
- 對于那些永遠不會被移動的「沉睡」比特幣，應(yīng)如何妥善處理？
- 錢包應(yīng)用應(yīng)如何向用戶準確傳達「量子安全」概念，既不引發(fā)不必要的恐慌，又能提供有效信息？
這些討論仍在持續(xù)進行中。BIP-360 的提出極大地推動了相關(guān)議題的深入探討，但遠未為所有問題畫上句號。
背景知識：量子計算機可能破解當前密碼學(xué)的理論構(gòu)想，可追溯至 1994 年數(shù)學(xué)家彼得·肖爾提出肖爾算法之時，這遠早于比特幣的出現(xiàn)。因此，比特幣對未來量子威脅的規(guī)劃，本質(zhì)上是對這一已有三十余年歷史的理論突破的回應(yīng)。
用戶當前可采取的應(yīng)對措施
目前，量子威脅并非迫在眉睫，用戶無需過度擔憂。但采取一些審慎的措施是有益的：
- 堅持地址不重復(fù)使用原則。
- 始終使用最新版本的錢包軟件。
- 關(guān)注比特幣協(xié)議升級的相關(guān)動態(tài)。
- 留意錢包應(yīng)用何時開始支持 P2MR 地址類型。
- 持有大量比特幣的用戶，應(yīng) quietly 評估自身風(fēng)險敞口，并考慮制定相應(yīng)的 contingency 計劃。
BIP-360：邁向抗量子時代的第一步
BIP-360 標志著比特幣在協(xié)議層面減少量子風(fēng)險敞口方面邁出了第一個具體步驟。它重新定義了新輸出的創(chuàng)建方式，最大限度地減少了公鑰的意外泄露，并為未來的長期遷移規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。
它不會自動升級現(xiàn)有的比特幣，保留了當前的簽名體系，并凸顯了一個事實：實現(xiàn)真正的抗量子安全，需要一個謹慎協(xié)調(diào)、覆蓋全生態(tài)的持續(xù)努力。這有賴于長期的工程實踐和分階段的社區(qū)采納，而非單個 BIP 提案所能一蹴而就。
到此這篇關(guān)于一文解讀BIP-360:比特幣首次邁向量子防御,但為何只是第一步的文章就介紹到這了,更多相關(guān)BIP-360重塑比特幣量子防御策略內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持腳本之家！
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