什麼是比特幣地址，如何可能受到量子計算的威脅？

• 比特幣地址是一個公共識別碼，並不代表資金本身。
• 量子風險取決於公鑰的使用歷史和暴露情況。
• 暴露程度而非地址類型決定了對量子計算的脆弱性。
• 目前比特幣的量子風險仍然較低。
• 重複使用地址可能會增加量子攻擊的攻擊面。
  目錄
• 1. 存在什麼類型的地址，它們對量子計算的脆弱性如何？
• 2. 當前風險與未來風險對比，比特幣地址的風險如何？

比特幣地址是一串由加密函數生成的字母數字字符串。它的主要功能是作為網絡中的可見參考，指示與之相關的資金在何種條件下可以使用。它不代表實際的貨幣，而是授權花費這些資金的收件人的識別碼，並不直接揭示其身份。

當談到比特幣地址時，這不是一個銀行賬戶，而是在網絡中可以通過交易發送資金的公共識別碼。**它的設計允許在不妨礙安全性的情況下分享，**因為它不透露控制或花費這些資產所需的信息。

它的系統基於一種層級關係：私鑰，這是控制資金的秘密元素；從中衍生的公鑰，允許驗證由私鑰簽署的交易；以及地址，這是公鑰的變體，作為支付的接收點。這一結構對於理解在高級計算場景中可能出現的風險至關重要。

在大多數情況下，**當接收資金時，公鑰不會直接顯示，**這增加了一層額外的保護。然而，在花費時，這些信息必須在網絡上顯示以驗證交易。

在這一點上，暴露程度增加，因為一旦公鑰被揭示，可能成為未來攻擊的潛在目標，例如量子計算機。

比特幣地址的風險與量子計算的進展直接相關。比特幣的安全性基於數學問題，這些問題在當前計算機上幾乎不可能在合理的時間內解決。雖然理論上總是可以嘗試通過不同的字符組合來發現私鑰，但在當前技術下，這樣做是不可行的，可能需要數百萬年。

量子計算機有望改變這一局面。它們的計算能力比傳統計算機高出幾個數量級，能在比傳統計算機更短的時間內解決某些問題，可能是幾個月或幾周。因此，出現了所謂的量子風險：這些進展可能影響比特幣所依賴的安全機制，這在此情況下將意味著一個毀滅性的場景，您可以在我們的加密百科全書中進一步了解。

那麼，知道這些之後，真正的問題是：

你的比特幣地址是否面臨量子風險？

答案是：取決於，並不是模糊的，而是由一個關鍵的技術因素決定：公鑰的暴露。

關鍵點不在於方向本身，而在於保護公鑰和私鑰之間關係的加密方案，具體而言是ECDSA。一台先進的量子計算機理論上可以從暴露的公鑰推導出私鑰。然而，還存在一種基於Grover算法的可能性，這種情況下，私鑰的安全性可能會降低，而無需事先知道公鑰。不過，專家認為，根據預期的技術，這種可能性極不可能實現，因為這需要具有極高錯誤更正能力的量子計算機，這是一項相當大的技術和經濟挑戰。
什麼是ECDSA？
ECDSA（橢圓曲線數字簽名算法）是一組基於橢圓曲線加密（ECC）的數字簽名算法。它使用一對密鑰——一個私鑰和一個公鑰——來生成和驗證數字簽名。私鑰以加密方式簽署消息，而公鑰則驗證該簽名。
私鑰生成公鑰（鎖定），並在橢圓曲線上創建唯一的數字簽名，以安全地驗證和解鎖交易。來源： Learnmeabitcoin
當公鑰已在網絡上暴露時，最大的風險就出現了。在這種情況下，一台足夠先進的量子計算機可能會利用這些信息作為起點，試圖破解加密方案並推導出私鑰。雖然今天這種情況不可行，但公鑰的暴露是未來決定哪些資金最脆弱的主要因素。
相比之下，如果一個地址從未花費過資金，且其公鑰仍然隱藏在哈希後面，那麼該地址的暴露程度就會較低。這增加了一層額外的保護，因為哈希函數是單向的：它們允許生成數據的摘要，但無法從中重建原始信息。因此，對於量子計算來說，它們比簽名方案更難以攻擊。
此外，這種風險是暫時的。目前不存在能夠威脅比特幣的量子計算機，但從長遠來看，這可能成為一個現實挑戰。因此，相關問題不是今天是否會被盜，而是哪些資金會首先變得脆弱。總之，量子風險不太依賴於地址的類型，而是依賴於其使用方式。

1. 什麼類型的地址存在，它們對量子計算的脆弱性如何？

比特幣地址在面對量子計算時並不具有相同的暴露程度。雖然所有地址都能接收資金，但它們的關鍵區別在於如何存儲以及何時揭示敏感的加密信息。

如我們之前提到的，量子風險出現在公鑰或腳本暴露在網路上時。在這種情況下，一台足夠先進的量子電腦可能會執行 Shor 演算法，以合理的時間解決基於橢圓曲線加密技術（ECDSA）的數學問題，並從公鑰推導出私鑰。更理論上，Grover 演算法也可能通過加速搜索來降低某些加密方案的安全性，儘管這種情況被認為因其龐大的技術需求而不太可能發生。

在這個背景下，理解比特幣並不存在單一類型的地址是很重要的。在其演變過程中，網路已經納入了不同的格式，以應對技術、效率和隱私的改進。雖然這些並不是唯一的變體，但它們代表了最常用的標準，並允許我們分析根據設計和使用方式風險暴露的變化。

主要的地址格式包括 Legacy (P2PKH)、P2SH、SegWit（包括 P2WPKH 和 P2WSH）以及 Taproot (P2TR)。

|----------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------| | 格式 | 範例 | | 直接支付公鑰 (P2PK) | -- | | 支付公鑰哈希 (P2PKH) | 17VZNX1SN5NtKa8UQFxwQbFeFc3iqRYhem | | 支付腳本哈希 (P2SH) | 3EktnHQD7RiAE6uzMj2ZifT9YgRrkSgzQX | | 支付見證公鑰哈希 (P2WPKH) 支付見證腳本哈希 (P2WSH) | bc1qw508d6qejxtdg4y5r3zarvary0c5xw7kv8f3t4 | | 支付 Taproot (P2TR) | bc1qc7slrfxkknqcq2jevvvkdgvrt8080852dfjewde450xdlk4ugp7szw5tk9 |

P2PK 沒有地址格式，但它們是直接支付給公鑰的。這在比特幣的早期階段由 Satoshi 本人使用，許多貨幣以這種方式分配。Legacy 地址 (P2PKH) 是最古老的，並且是以 58 進制編碼的公鑰哈希。

在資金未被花費的情況下，公鑰隱藏在該哈希後面，這減少了暴露。然而，在進行交易時，該公鑰會被揭示以驗證簽名。從那時起，該地址進入了更高量子脆弱性的場景，特別是如果重複使用，因為同一公鑰在網路中多次暴露。

P2SH 地址基於腳本的哈希運作，這允許更複雜的配置，如多簽名。最初，它們隱藏了支出邏輯和涉及的密鑰，但在執行交易時，整個腳本必須被揭示，連同使腳本評估為真的變數。這意味著可能同時暴露多個公鑰，這在量子背景下增加了風險面，特別是在涉及多個簽署者的方案中。
良好實踐

使用現代錢包自動生成新地址有助於減少暴露，無需用戶手動干預。

SegWit 地址，包括 P2WPKH 和 P2WSH，透過將簽名數據與交易的其他部分分開來引入結構性改進。這優化了系統並減少了某些技術問題，但並不改變加密基礎。在 P2WPKH 中，公鑰在花費時仍然會被揭露，而在 P2WSH 中，則會暴露相應的腳本。在這兩種情況下，量子脆弱性在該信息公開的時候出現，儘管更高效的設計限制了不必要的曝光。

Taproot 地址 (P2TR) 使用 Schnorr 簽名來取代 ECDSA 以授權交易。這種方案改善了隱私、效率和靈活性，因為它允許隱藏複雜的花費條件，並且在許多情況下，使交易看起來比實際上更簡單。這減少了在網絡上可見的信息量。然而，Schnorr 仍然是一種公鑰加密方案，具有相同的脆弱性。甚至更糟，因為 Taproot 地址並不是直接暴露的公鑰。如我們在上表中所見，它們以 "bc1q" 為前綴，後面的部分不是哈希，而是完整的公鑰。

總的來說，地址類型影響信息的管理方式，但並不單獨決定對量子計算的脆弱性。決定性因素是公鑰或腳本是否已在網絡上暴露，這直接取決於錢包如何管理地址和交易。
地址之間的差異不僅影響資金的發送和接收方式，還影響網絡內部的信息效率、隱私和數據處理。

從量子計算的角度來看，所有當前的地址都基於公鑰加密方案，理論上可能會受到攻擊。因此，比特幣社區已經在研究 BIP-360 等提案，這是一個草案，提出了一種基於梅克爾樹的新型地址。在這種方案下，公鑰在進行交易時不會永久暴露在鏈上，但會在 mempool 中暫時揭露。

免受量子攻擊的地址是那些未曾揭露其公鑰的地址。也就是說，任何未曾至少花費過一次資金（未被重用）的地址，除了帶有其公鑰暴露的 P2TR。

在這種背景下，現代地址在實際應用中具有顯著差異。SegWit (P2WPKH) 已經穩固為推薦的最低標準，因為它提高了效率，降低了成本，並更好地組織信息，而不增加不必要的曝光。

另一方面，Taproot (P2TR) 是比特幣最新的地址格式，並將橢圓曲線替換為 Schnorr 簽名。Schnorr 簽名允許將簽名添加在一起，而不是將它們串聯起來。也就是說，如果在橢圓曲線的多重簽名中，我們必須將每個簽名一個接一個地放置，在 Schnorr 中，所有簽名都被添加在一起，並且一個簽名的長度與多個簽名相同。這使得隱藏有關資金如何被花費的不必要信息成為可能，並使某些複雜的交易看起來像普通交易。這改善了多重簽名的隱私和效率，但這些地址較長（在多重簽名中節省了空間，但在單一簽名中則更長），並直接在地址中暴露公鑰。

安全性是從管理曝光開始建立的，並不存在絕對的加密抵抗力。因此，SegWit格式相較於舊有的Legacy和Taproot選擇更為優越，因為後者效率較低，且在網路上留下的痕跡較多。
比特幣活躍地址與價格的演變。更高的活動意味著更多的公開金鑰暴露，並強化了曝光在風險中的角色。來源：GlassNode

**此外，使用的可取性根據目的而改變。**對於長期儲存，最重要的是避免重複使用地址並保持公開金鑰不在網路上，這直接取決於錢包。相反，對於頻繁交易，則優先考慮效率和操作隱私：在這裡，Taproot提供了最佳的平衡，而SegWit仍然是一個廣泛兼容且可靠的選擇。

同樣**考慮攻擊一個地址的誘因也很重要。**量子攻擊是可行的，但不是瞬間的或免費的。進行一次攻擊需要時間和成本，因此需要考慮成本/效益因素，攻擊必須是值得的。在這方面，保護自己免受攻擊不僅僅是避免重複使用地址，還要避免在脆弱地址上累積BTC。

另一方面，重要的是要注意，脆弱的主要是單個地址，而不是整個錢包。錢包顯示了它們控制的多個地址的餘額。然而，可能只有其中一些地址是暴露的，而其他地址則不是。因此，監控我們的餘額如何在錢包中分佈並在必要時整合到新的地址中是很重要的。

趨勢與演變 {#h-tendencias-y-evolucion-nbsp-nbsp}

當前生態系統的趨勢指向逐步減少網路上暴露的信息，並伴隨著對優化隱私和效率的標準的更大採用。Taproot是這一演變的明確例子，儘管它仍與SegWit共同存在作為主導基礎。即便如此，**在安全性方面的真正變革將隨著抗量子計算的加密技術的引入而來。**在比特幣中，已經討論了促進這一過渡的提案。

因此，今天最穩健的策略不是尋找一個終極解決方案，而是避免重複使用地址，減少公開金鑰的曝光，考慮每個地址的餘額分佈，並隨時準備採納未來的協議改進。

2 當前比特幣地址的風險與未來風險是什麼？ {#Cul-es-el-riesgo-actual-vs-riesgo-futuro-para-las-direcciones-de-Bitcoinnbspnbsp}

今天，比特幣的量子風險更像是一種正在發展的技術威脅，而不是立即的操作危險。原因在於，保護大部分數位安全的公開金鑰加密被認為對大型量子計算機是脆弱的。然而，這種能力尚不存在：儘管NIST警告這一風險，IBM預測首批容錯量子機仍在開發中。在比特幣中，敏感點不是餘額本身，而是當一個地址被用來移動資金時暴露的公開金鑰。

長期來看，如果量子計算達到足夠的穩定性，情況將會改變，並且會影響到公開密鑰和地址。在這種情況下，風險不會均等地影響所有人，已經公開其密鑰並擁有高餘額的地址將是首批受到壓力的對象。

關於這一點，問題不僅僅是<<擁有比特幣>>，而是哪些地址已經公開了其密鑰以及哪些UTXO集中資金。量子攻擊不會立即發生，也不會均等地影響整個錢包：這需要時間、能量和強大的計算能力，因此最初的目標可能是那些公開密鑰和高價值餘額的地址。

因此，答案不在於單一措施，而在於有序的過渡。短期內，應該減少不必要的暴露，避免重複使用地址，並使用能夠輪換密鑰的錢包。

在中長期內，根本解決方案是向後量子簽名遷移：例如，NIST在其路線圖中提出，計劃在2035年前撤回其標準中脆弱的算法，並對高風險系統進行更早的遷移。**對於比特幣來說，這意味著需要更新簽名方案甚至協議，**以便在後量子環境中繼續運行，而不依賴於當前的加密方案。

總之，當前的風險較低，主要取決於公開密鑰的實際暴露程度。然而，如果量子計算達到執行像Shor算法這樣的攻擊所需的能力，則可能成為比特幣的一個結構性挑戰。各種分析估計，目前大約有400萬到600萬BTC位於公開密鑰的地址中，因此在這種情況下，這些資金將是最脆弱的。
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