後量子比特幣保護：QuFi檢驗比特幣的保護而不改變區塊鏈

後量子保護比特幣的QuFi Network展示了如何在不重寫現有計算網絡的情況下，為數字資產準備未來的量子風險。該公司啟動了後量子驗證平台，並在比特幣測試網4中展示了其運作。這種保護的總體原則是提前替換或補充脆弱的加密元素，以更堅固的方案來保護，而不破壞網絡和錢包的運作。

檢驗被移出區塊鏈

QuFi Network的主要理念是讓區塊鏈本身不必執行所有繁重的加密工作。該平台將操作的驗證與其最終執行分開：獨立的節點提前進行加密驗證，然後將緊湊的證明傳遞到網絡中。

這種方法應該能減輕基礎網絡的負擔，尤其是在它們需要轉向後量子加密時。後量子方案通常需要比傳統的公鑰加密機制更多的數據、計算和資源，因此直接將新簽名嵌入每個區塊鏈可能會增加存儲、帶寬和交易處理的要求。除了負擔，遷移還可能面臨錢包、交易所、橋接和節點的兼容性問題：用戶需要更新工具，小心轉移密鑰，並在過渡到新格式時避免錯誤。

QuFi Network依賴於國家標準與技術研究所(NIST)框架下準備的標準。NIST在這一領域擔任標準化協調者：收集候選者，公開進行加密分析，對其穩定性和實用性進行比較，然後將選定的算法確定為標準。

如果將QuFi Network使用的方案按角色劃分，情況如下：

• ML-DSA-65 --- 格子加密；數字簽名；NIST標準化。
• SLH-DSA --- 哈希簽名；附加數字簽名方案；NIST標準化。
• ML-KEM-1024 --- 格子加密；安全密鑰交換；NIST標準化。
• Kyber --- 同一領域的後量子密鑰交換的基準。

在已知的後量子算法家族中，Dilithium、Falcon和SPHINCS+也經常被提及。Dilithium和Falcon屬於格子簽名：它們的穩定性基於被認為對量子攻擊困難的問題。SPHINCS+使用哈希簽名，並不依賴於格子，但通常需要更重的簽名和精細的調整。

QuFi Network如何在比特幣上測試系統

為了演示，團隊創建了uBTC --- 一個概念驗證，檢查BTC作為擔保的存在並生成加密證明以便後續轉移價值。uBTC的完整循環包括發行、銷毀和贖回。

所有這些都在比特幣測試網4中運行。在贖回時，資金最終以普通的比特幣交易發送，這可以在網絡中獨立驗證。第一種加密貨幣的協議在此過程中並未改變。

正是在這裡，QuFi Network的方法與直接將後量子算法嵌入區塊鏈的嘗試之間存在關鍵的界限。一些後量子簽名顯著大於傳統簽名，因此可能會增加對存儲、通信通道和節點操作處理的要求。在其他比特幣保護方法中，通常考慮在協議層面上更新簽名規則，混合傳統和後量子加密的方案，額外的驗證層以及在錢包中更謹慎的密鑰管理。

為什麼量子威脅重要？

後量子密碼學是一組算法，應該能夠抵抗即使是使用強大量子電腦的攻擊。這很重要，因為一些傳統的保護方案是基於數學問題，而量子算法理論上可以比普通電腦更快地解決這些問題。

這涉及到一種在行業中稱為量子威脅的情境。量子計算改變了計算機安全的風險模型：足夠強大的電腦，擁有穩定的物理和邏輯量子位，理論上可以攻擊一系列傳統方案，包括通過整數因式分解的RSA和通過離散對數的橢圓曲線密碼學。在這種情況下，通常會提到Shor算法、量子位、密碼分析和對數。

對於舊方案來說，這些電腦的實際威脅不僅僅是在量子位數量增加之後，而是在穩定的邏輯量子位、有效的錯誤修正、可用的計算能力和有效的攻擊算法實現出現之後。因此，這些風險通常被描述為長期的，並依賴於設備、工程和密碼分析的進展，但準備工作必須提前開始：在錢包、協議和金融基礎設施中更換密碼學需要時間。

對於加密貨幣來說，幾個保護層是至關重要的：

• 簽名。
• 密鑰管理。
• 認證。
• 隱私。
• 加密貨幣錢包的保護。
• 公鑰證書。
• 通信協議。
• 密碼學協議。
• 密鑰交換。
• 迪菲-赫爾曼密鑰交換。

任何這些層的漏洞都可能影響錢包、通信通道和密碼學協議。一個單獨的風險被稱為“現在收割，稍後解密”：攻擊者提前收集加密數據，以便在適合的設備出現時再進行解密。對於這種情況的保護基於轉向後量子或混合加密方案、定期更新協議、縮短敏感數據的壽命和謹慎輪換密鑰。

轉向後量子密碼學的重要性在於必須提前開始：數字資產不僅要在今天保持安全，還要在量子攻擊成為實際風險時保持安全。

在這種背景下，加密仍然是一個多層次的任務。對稱方法，如高級加密標準和對稱算法，被視為一個獨立的保護類別，而密碼學哈希函數則有助於構建證明和驗證方案。在基礎設施中，還可以使用硬體安全模塊和零知識證明，但QuFi Network特別強調不同網絡的後量子驗證的獨立層。

目前這是一個測試環境，而不是主網的保護

談論比特幣的全面後量子保護還為時尚早：測試是在測試網絡中進行的，而不是在主網中。QuFi Network計劃將解決方案擴展到EVM網絡、Stellar和Solana。

目前，比特幣用戶不需要自行更改協議或將資金轉移到實驗性方案中。實際的步驟更簡單：關注錢包的更新，安全地存儲種子短語和密鑰，避免不必要地公開公鑰，盡可能不在已經進行過交易的地址上長期持有大量資金，並在經過驗證的解決方案出現在主要錢包中時準備進行遷移。

該公司還為將支持去中心化驗證網絡的運營商開設了Genesis Node計劃。未來，QuFi Network計劃為多個區塊鏈和金融系統使用單一的驗證層。

在八月份，StarkWare 已經在比特幣主網上完成了首筆抗量子電腦攻擊的交易。圍繞這一主題的更廣泛研究涉及市場和技術環境中的不同參與者，包括 Google、以太坊基金會和 Coinbase。對於其他網絡，準備工作通常從測試網開始，檢查新的簽名、混合方案和更新錢包，因為對量子風險的抵抗逐漸成為加密貨幣和數字資產基礎設施的長期議程的一部分。