Vitalik新文：假如量子攻击明天就来，以太坊如何解题？

原文作者：Vitalik Buterin

译者：Odaily 星球日报 Azuma

3 月 9 日，以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 于以太坊研究论坛（ethresear.ch）以《如何通过硬分叉从突然到来的量子攻击中解救用户资金》为题发布了一篇短文。

文中，Vitalik 概述了如果量子攻击明天就会到来，以太坊如何在紧急情况下尽量减少用户资金损失，又应该通过哪些程序来转向抗量子形态，继而恢复正常运转。

以下为 Vitalik 全文内容，由 Odaily 星球日报编译。

假设量子计算机明天就能实现，且不法分子已通过某种方式获取了它的访问权限，并想要利用它来窃取用户资金，我们该怎么办？

诸如 Winternitz 签名、STARKs 等抗量子（quantum-resistant）技术的开发正是为了防止这种情况的发生，一旦帐户抽象准备就绪，任何用户都可以随机切换至具备量子抗性的签名方案。 但如果我们没有那么多时间，如果量子攻击的到来比所有人设想的都更加突然，我们该怎么办？

我认为， 实际上我们目前已具备了通过一个相对简单的恢复性分叉（recovery fork）来解决该问题的充足条件。 通过该解决方案，以太坊网络将不得不进行硬分叉，用户也将不得不下载新的钱包软件，但只有少数用户可能会丢失他们的资金。

量子攻击的主要威胁如下。以太坊地址是通过运算 keccak(priv_to_pub(k))[ 12:] 而函数得出的，其中 k 对应的是私钥，priv_to_pub 对应的是一个椭圆曲线乘法，用于将私钥转换为公钥。

当量子计算实现后，上述椭圆曲线乘法将变得可逆（因为这其实就是离散对数问题的求解），不过哈希运算依旧是安全的。如果用户没有过进行任何交易，那么被公开的只有地址信息，这种情况下他们依旧会是安全的；但是只要用户曾进行过哪怕一次交易，交易签名就会暴露出公钥，这在量子计算机的面前就存在暴露私钥的可能性。所以在这种情况下，大多数用户将会面临风险。

但我们其实有办法缓解这一威胁，这其中的关键点在于，实践中大多数用户的私钥都是通过一系列哈希运算产生的。比如许多私钥是使用 BIP-32 规范而生成的，它是根据一组助记词，通过一连串哈希运算而生成；很多非 BIP-32 的私钥生成方法也差不多类似，比如如果用户使用的是脑钱包，它通常也是由某个密码经过了一系列哈希运算（或者是中等难度的密钥派生函数）而生成。

这意味着，通过恢复性分叉来应对突发量子攻击的解决方案将采取以下步骤：

• 第一，将大规模攻击发生之后的所有区块回滚；

• 第二，禁用基于 EOA 地址的传统交易模式；

• 第三，（如果那时还没有落地的话）添加一种新的交易类型来允许通过智能合约钱包（比如 RIP-7560 中的部分内容）进行交易；

• 第四，添加新的交易类型或操作码，通过它用户可提供 STARK 证明，如果证明通过，用户地址的代码将切切换至全新的已验证代码，之后用户可以将新代码地址作为智能合约钱包使用。

• 第五，出于节省 Gas 考虑，由于 STARK 证明的数据量较大，我们将支持批量 STARK 证明，以同时进行多笔上述类型的 STARK 证明。

原则上，明天我们就可以开始对实现此恢复性分叉所需的基础设施进行开发，从而使以太坊生态系统能够在突发的量子攻击中做好准备。