三成比特幣面臨量子風(fēng)險(xiǎn),它們來自哪里?一文詳解判定核心標(biāo)準(zhǔn)
近期行業(yè)研究聚焦比特幣一項(xiàng)新型安全隱患：當(dāng)前持倉狀態(tài)下，哪些比特幣目前面臨量子風(fēng)險(xiǎn)？判定核心標(biāo)準(zhǔn)為轉(zhuǎn)出代幣的公鑰是否已在鏈上公開。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全網(wǎng)已有 604 萬枚比特幣存在量子風(fēng)險(xiǎn)，占總發(fā)行量 30.2%；剩余 1399 萬枚比特幣（占比 69.8%）持倉階段未泄露公鑰，暫無相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。這些數(shù)據(jù)與近期的一些研究結(jié)論基本一致。
我們將這種風(fēng)險(xiǎn)分為兩類。第一類是結(jié)構(gòu)性風(fēng)險(xiǎn)：腳本類型本身就泄露了公鑰的輸出。第二類是操作性風(fēng)險(xiǎn)：某些加密貨幣最初可能受到保護(hù)，但由于地址重用、部分支出或托管行為等原因，公鑰已被泄露，比特幣仍留存該地址內(nèi)。
Quantum Safety 提供的存在量子風(fēng)險(xiǎn)的比特幣供應(yīng)量分布圖
結(jié)構(gòu)性風(fēng)險(xiǎn)比特幣有 192 萬枚，占總發(fā)行量 9.6%；存在操作性風(fēng)險(xiǎn)的比特幣有 412 萬枚，占總發(fā)行量 20.6% 其中僅交易所托管的相關(guān)比特幣就達(dá) 163 萬枚，足以說明錢包規(guī)范使用與資產(chǎn)托管方式對降低公鑰泄露風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。
本文不作立場判定，既不預(yù)判實(shí)用型量子攻擊何時(shí)會落地，也不評判任何托管機(jī)構(gòu)的安全性與償付能力。僅從數(shù)據(jù)維度量化全網(wǎng)公鑰泄露現(xiàn)狀，區(qū)分永久高風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)，以及可通過優(yōu)化錢包管理、托管規(guī)則降低風(fēng)險(xiǎn)的資產(chǎn)。
通俗理解公鑰泄露風(fēng)險(xiǎn)
比特幣資產(chǎn)由私鑰掌控，公鑰用于網(wǎng)絡(luò)校驗(yàn)私鑰簽名合法性。在傳統(tǒng)加密體系下，僅憑公開公鑰無法逆向破解私鑰，資產(chǎn)足夠安全。
而量子計(jì)算機(jī)威脅核心在于：具備高性能的密碼學(xué)實(shí)用量子計(jì)算機(jī)，可利用 Shor 算法，通過已知公鑰反向推導(dǎo)出對應(yīng)私鑰。由此，相關(guān)的鏈上問題就變得簡單了：
如果公鑰已公開，則該加密貨幣已暴露。攻擊者無需等待所有者轉(zhuǎn)移加密貨幣，因?yàn)楣€已經(jīng)可用。如果公鑰在鏈上不可見，則根據(jù)此特定靜態(tài)存儲模型，該加密貨幣當(dāng)前不會暴露。
本文重點(diǎn)關(guān)注持倉狀態(tài)下的資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，即代幣靜置未動(dòng)、但關(guān)聯(lián)公鑰已泄露的存量資產(chǎn)。區(qū)別于轉(zhuǎn)賬時(shí)暴露：后者僅在廣播、確認(rèn)交易時(shí)才公開公鑰，屬于交易結(jié)算層面的時(shí)效風(fēng)險(xiǎn)；前者是可精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)的存量風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)。文中所指「安全資產(chǎn)」，僅代表持倉階段未泄露公鑰，并非適配所有未來量子攻擊模式的絕對抗量子資產(chǎn)。
Quantum Safety 提供的量子安全的比特幣供應(yīng)量分布圖
結(jié)構(gòu)性暴露：天生自帶安全隱患
這類資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)由地址腳本格式?jīng)Q定，與用戶是否規(guī)范使用錢包無關(guān)，注定會在鏈上暴露公鑰。涵蓋中本聰時(shí)代早期 P2PK 地址、傳統(tǒng)多重簽名 P2MS 地址，以及當(dāng)前主流的 Taproot 地址。這類地址誕生年代、使用場景各不相同，但共性一致：默認(rèn)在鏈上公示公鑰或等效公鑰信息。只要代幣未被花費(fèi)，它就可能成為攻擊目標(biāo)。
我們目前將 192 萬枚比特幣（占已發(fā)行總量的 9.6%）歸類為結(jié)構(gòu)性風(fēng)險(xiǎn)類別。這部分比特幣又可分為三個(gè)不同的部分：
比特幣的結(jié)構(gòu)性風(fēng)險(xiǎn)分布
中本聰及早期區(qū)塊代幣：屬于永久性結(jié)構(gòu)性風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)，若資產(chǎn)丟失、持有人沉寂，幾乎無法遷移至安全地址，除非全網(wǎng)達(dá)成共識啟動(dòng)協(xié)議層面整改，否則將永久暴露在量子風(fēng)險(xiǎn)中。
Taproot 地址：該腳本本身具備隱私性強(qiáng)、轉(zhuǎn)賬高效、智能合約靈活等優(yōu)勢，并非設(shè)計(jì)缺陷。但從公鑰泄露維度來看，Taproot 地址會直接公示密鑰，存在持倉量子風(fēng)險(xiǎn)。
業(yè)內(nèi)提出的 BIP-360 協(xié)議 P2MR 方案，可在保留 Taproot 功能的同時(shí)剔除高風(fēng)險(xiǎn)密鑰路徑，緩解此類隱患，但無法自動(dòng)遷移存量 Taproot 資產(chǎn)，也并非徹底的抗量子終極方案。
簡言之，192 萬枚結(jié)構(gòu)性風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)中，一部分難以完成資產(chǎn)遷移，另一部分可依托新協(xié)議、新標(biāo)準(zhǔn)逐步優(yōu)化避險(xiǎn)。
操作行為暴露：使用習(xí)慣引發(fā)安全漏洞
這類地址本身具備隱私防護(hù)能力，初始不會泄露公鑰。只因用戶不當(dāng)操作，轉(zhuǎn)賬過程中公鑰被公開，剩余留存資產(chǎn)隨之失去防護(hù)。
這就是地址重用問題。2PKH、P2SH、P2WPKH 和 P2WSH 等輸出類型可以在代幣處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，通過哈希值隱藏公鑰。然而，一旦公鑰在消費(fèi)過程中被泄露，與該公鑰關(guān)聯(lián)的任何余額或未來余額都將失去這種保護(hù)。
操作行為暴露是當(dāng)前比特幣量子風(fēng)險(xiǎn)的主要來源，總量 412 萬枚，規(guī)模是結(jié)構(gòu)性風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)的 2.1 倍。這也印證如今絕大多數(shù)比特幣量子風(fēng)險(xiǎn)，并非早期腳本設(shè)計(jì)遺留問題，而是用戶密鑰管理、地址使用不規(guī)范導(dǎo)致。
在操作性風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)里，交易所托管比特幣占比極高，共計(jì) 166 萬枚，占據(jù)全部操作性風(fēng)險(xiǎn)比特幣余額的 40%。數(shù)據(jù)顯示交易所資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)差異極大：標(biāo)記的交易所持有的比特幣中，約有一半屬于易受攻擊的比特幣，而非交易所持有的比特幣中，這一比例不到 30%。
操作性風(fēng)險(xiǎn)比特幣供應(yīng)量分布
各大主流機(jī)構(gòu)資產(chǎn)暴露情況差異顯著。一些托管機(jī)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)相對較低，而另一些托管機(jī)構(gòu)則在公鑰已知的地址中持有更大比例的余額。
- 低風(fēng)險(xiǎn)：Coinbase 僅 5% 托管資產(chǎn)存在公鑰泄露；各國主 權(quán)國庫（美國、英國、薩爾瓦多）量子風(fēng)險(xiǎn)暴露比例均為 0%
- 中等風(fēng)險(xiǎn)：富達(dá)、CashApp 約 2%，灰度約 50%
- 高風(fēng)險(xiǎn)：幣安 85%、Bitfinex 100%、Robinhood、WisdomTree 托管資產(chǎn)全部存在公鑰暴露風(fēng)險(xiǎn)
提示：該數(shù)據(jù)僅體現(xiàn)鏈上資產(chǎn)托管留存痕跡，不構(gòu)成機(jī)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)評級、償付能力評判依據(jù)。
從長期趨勢來看，各國政府常年保持 99% 以上安全持倉比例；而交易所因資金流轉(zhuǎn)頻繁、錢包架構(gòu)復(fù)雜，安全資產(chǎn)占比從 2018 年的 55% 下滑至如今 45%。但這類風(fēng)險(xiǎn)完全可以改善，只需堅(jiān)持不重復(fù)使用地址、及時(shí)劃轉(zhuǎn)找零資產(chǎn)等基礎(chǔ)規(guī)范，就能快速降低暴露規(guī)模。
按實(shí)體類型劃分的操作性安全比特幣供應(yīng)量分布
總結(jié)
比特幣的量子風(fēng)險(xiǎn)可分為不同類別，每個(gè)類別的影響各不相同。
- 結(jié)構(gòu)性風(fēng)險(xiǎn)：早期遺留代幣遷移難度極大，新版 P2MR 等協(xié)議可逐步優(yōu)化現(xiàn)代 Taproot 地址風(fēng)險(xiǎn)；
- 操作性風(fēng)險(xiǎn)：規(guī)模更大、可控性更強(qiáng)，其中交易所海量存量資產(chǎn)，具備大規(guī)模避險(xiǎn)遷移條件。
由此可見，比特幣量子安全布局，不止依賴底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議升級；市面上大量存量風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)，僅憑當(dāng)下日常運(yùn)營調(diào)整就能有效降低風(fēng)險(xiǎn)。對交易所、專業(yè)托管機(jī)構(gòu)而言，規(guī)范地址使用、優(yōu)化儲備資產(chǎn)布局、減少密鑰復(fù)用、制定資產(chǎn)遷移方案，都不是遠(yuǎn)期空想，而是當(dāng)下就能落地、切實(shí)縮減量子風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)用手段。
以上就是三成比特幣面臨量子風(fēng)險(xiǎn),它們來自哪里?一文詳解判定核心標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于比特幣面臨量子風(fēng)險(xiǎn)的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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