应对量子威胁》美国技术研究院建议扩展 AES 区块和密钥至 256 位元

币圈近期热议，由于量子物理学的进步，量子运算未来可能会对比特币加密演算法造成威胁。美国国家标准与技术研究院 (NIST) 也为了抵御快速升温的风险，近日提议将进阶加密标准（AES）中使用的区块和钥匙长度标准化为 256 位元。 （前情提要：比特币教父 Adam Back：量子运算还需数十年才会威胁BTC，打造抗量子攻击网路不难） （背景补充：物理专家：再给量子电脑五年就能攻破比特币私钥，想升级BTC须全面停机？） Google 研发的新一代晶片 Willow 近期引起广泛关注，因该公司宣称该晶片成功突破量子运算的关键挑战，能以 105 个量子位元（qubits）进行运算，使原本传统电脑需耗时 10 亿年运算才能解决的问题，跃升到 5 分钟就能解决。 动区此前报导过，加拿大卡尔加里大学的物理学家 Pierre-Luc Dallaire-Demers 警告我们距离量子电脑破解比特币钱包大约还有五年时间；英国肯特大学计算机学院的一项研究也表明，如果比特币想要有效防范量子运算带来的威胁，就需要进行协议更新，而代价则是比特币网路需要全面停机 76 天。 由于早期比特币网路是使用 Pay-to-Public-Key（P2PK）格式的比特币地址，近期社群甚至掀起关于是否冻结中本聪钱包的激辩。 延伸阅读：中本聪的100万枚比特币恐被破解？Google发布量子晶片Willow，社群掀冻结钱包争论 NIST提议将AES标准化至256位元，发布后量子密码标准 为了应对可能的威胁，美国国家标准与技术研究院 (NIST) 最近已提议将进阶加密标准（AES）中使用的区块和钥匙长度标准化为 256 位元。 进阶加密标准（AES）是 NIST 在 2021 年公布，以取代原先的数据加密标准（DES），其源自 Rijndael 加密法，其区块长度固定为 128 位元，金钥长度则可以设为 128、192 或 256 位元（金钥长度越长通常更不容易被破解）。 NIST 在 24 日发布公告表示，其已提议标准化另一个 Rijndael 变体以供批准：具有 256 位元区块的 Rijndael（即 Rijndael-256），并且只有 256 位元的单一金钥长度。NIST 计划在明年制定 Rijndael-256 标准草案，并于 2025 年 6 月 25 日之前征求公众对该计划的意见。 根据 NIST 的说法，由于需要处理大量资料的应用程式数量以及对这些数据密集型应用程式的需求不断增长，因此有必要增加区块大小。 而为了应对快速升温的量子威胁，NIST 在 8 月正式发布了首套后量子密码（PQC）标准，其中包含了三种新的加密演算法，号称可以抵御量子电脑的攻击。为各国政府和企业提供了应对量子威胁的具体指导。 注、AES 是对称金钥加密（只有一把钥匙）中最流行的标准。而比特币不采用传统的 RSA 加密演算法（非对称加密的演算法），而是采用椭圆曲线数位签章演算法（ECDSA）来制作公钥与私钥，并使用双 SHA-256 演算法（安全杂凑演算法 256 位元）来提高安全性。 V 神、慢雾创办人：量子电脑还要数十年才能威胁到比特币 虽然外界对于比特币量子威胁的担忧日益增长，但一些专家仍缓颊量子电脑需要数十年的时间才会对比特币构成威胁。 以太坊共同创办人 Vitalik Buterin 在 10 月 29 日的部落格文章指出，他认为会带来重大风险的量子电脑还需要几十年的时间才会出现。但以太坊将在路线图的 The Splurge 阶段研究更高级的密码学，使网路能够抵御未来可能破解椭圆曲线密码学的量子电脑。 区块链安全专家、慢雾创办人余弦本月也指出，目前的量子运算能力距离破解比特币私钥差距还有几百万门的距离，几十年后才需担心中本聪的私钥。 延伸阅读：比特币钱包恐被Google量子晶片「暴力破解」？余弦：几十年后再来担心中本聪私钥吧 Adam Back：打造抗量子攻击网路不难 而比特币传奇人物、Blockstream 创办人暨执行长 Adam Back 日前也强调无法透过连接大量有 105 个量子位元的 Willow 晶片，来增加量子位元数量，驳斥了知名风险投资家 Chamath Palihapitiya 日前宣称，约 8000 个 Willow 晶片就能破解比特币 SHA-256 演算法的说法。Adam Back 预测： 人类在这个十年，甚至很可能在下一个十年，都远远无法实现拥有 100 万个量子位元的电脑。 Adam Back 反而认为，量子运算或许能促进比特币的安全性，因为它将驱使开发者打造一个抗量子攻击的网路，利用像 Taproot 这样的升级，以及实施后量子密码学技术，而无需对比特币区块链进行全面改造。 接下来，比特币转向更新的 Schnorr 签名（一种更高效且更安全的区块链数位签名方式），可以进一步增强比特币协议的防御能力。 Adam Back 强调，量子运算威胁至少还有几十年才会成为现实，而抗量子签名技术也将在未来推出更加紧凑且成熟的方案，同时，通过基于现有 Schnorr 签名或未来的抗量子签名方案，比特币使用者可以安全迁移资金，且不会增加当前交易成本。他强调，这种机制能帮助比特币社群提前做好准备，同时保持链上效率。 相关报导 比特币钱包恐被Google量子晶片「暴力破解」？余弦：几十年后再来担心中本聪私钥吧 比特币两年内破解？SPAC之王警告「Google量子晶片」秒杀sha-256；Adam Back开骂瞎扯 V神预测「加密钱包的消失」：量子运算最终将破解外部帐户EOA BTQ研究》后量子时代的区块链资安（下）：更强的加密？浅谈NIST后量子密码标准〈应对量子威胁》美国技术研究院建议扩展 AES 区块和密钥至 256 位元〉这篇文章最早发布于动区BlockTempo《动区动趋-最具影响力的区块链新闻媒体》。