量子地雷:一個應對量子計算的新思路
金色財經
隔夜大餅80k上方沒站穩,摔了下來。開發者郵件列表里冒出來一個新詞兒。
11月4日,開發者 Cory Fields 在 bitcoin-dev 郵件列表里提出了一個叫量子地雷的機制[1]。他在 MIT 數位貨幣計劃工作,也是 Bitcoin Core 的開發者。這個提案還沒有被寫成正式的改進建議,他自己也說,這只是一個思想實驗。
機制本身不難懂。任何想要領走脆弱地址(比如早年的P2PK地址或暴露了公鑰的地址)里 BTC 的人,必須先從量子安全錢包里押上等額的 BTC 作為抵押。目標地址里的幣和這筆抵押會一起被鎖住,比如鎖三十天。在這段等待期里,如果地址的主人能拿出隱藏的所有權證明,就可以把自己的幣收回去,順手把冒領者押上的那一份也拿走。
這個想法有趣的地方在於,它思考的方向是博弈論,而不是密碼學。
過去幾年圍繞量子威脅的討論,主線一直是遷移。P2QRH 這類方案要換籤名算法,軟分叉要讓全網的節點和錢包跟着升級,所有的持幣人都得把幣從舊地址搬到新地址。這條路在技術上成立,難的是動員。幾百萬個沉寂多年的地址,主人可能已經丟了私鑰,可能已經不在人世,也可能根本不知道有這麼一回事。
量子地雷換了一個方向。它不是去動員持有人遷移,而是去讓冒領者身陷險境。你想偷一筆一個億的幣,先押一個億;偷成了,賺一個億,被抓了,賠一個億。把賠率改成這樣,理性的人就不會動手。
思路確實漂亮。可在往下深入之前,得補充一點:地雷需要持有人自己埋,協議不會自動去做。
埋雷的動作發生在所謂 Q-day (即量子計算攻破私鑰之日)之前。持有人需要用一個新的量子安全地址,創建一筆很小的輸出,裡面藏着一份承諾。承諾的內容說起來很簡單,就是證明我在量子計算機能算出私鑰之前,已經掌握這箇舊地址的私鑰。承諾本身不揭示私鑰,只把我知道這件事提前固定在鏈上,等到需要的時候再拿出來驗證[2]。
為什麼非得趕在 Q-day 之前?因為量子攻擊者 Q-day 之後理論上也能算出同一把私鑰。光看簽名,鏈上分不出誰是原來的主人,誰是後來才算出鑰匙的人。只有在 Q-day 之前埋下的承諾,才能把先知道的人和後算出來的人分開。
等 Q-day 來臨,新的驗證規則激活。到那時要動一筆舊地址里的幣,必須等額抵押,還要走一條帶時間鎖的替代花費路徑。開發者舉的例子是這樣的:Alice 在一個舊輸出里放 1 BTC,量子安全錢包里放 1 BTC,另外埋一個很小的地雷。冒領者來動那 1 BTC,必須自己再押 1 BTC,兩筆一起鎖大約三十天。這三十天裡,Alice 揭示承諾(引爆地雷),取回自己的幣,順手把冒領者押的那份拿走。
冒領者事先看不出哪些地址埋了雷。這是整個設計的關鍵:每下一次手,都要先押上等額本金,中不中雷全憑運氣。踩上一次,本金就沒了。
可是到這一步還缺了一塊:主人自己該怎麼領?
開發者的機制是為抓賊設計的。按現有框架,主人要主動遷移,也得走那套抵押流程。他在郵件里承認,需要執行規則把抵押負擔壓到冒領者身上,同時給誠實遷移者留一條不用等額抵押的路。這條規則他沒寫。
順着這個問題往下想,其實也許可以有解法。承諾可以用量子安全地址來簽,冒領者算得出舊私鑰,卻無法偽造承諾本身;再加上承諾攜帶的時間戳證據,能證明是哪一天埋的。有了這兩樣,主人出示承諾,就應該可以直接把幣領走,不必抵押等額。
更妙的是,主人還有一個選擇:不急着領,等人來踩。冒領者押上等額本金,鎖進等待期,主人這時揭示承諾,把自己的幣和冒領者的抵押品一起拿走。地雷從被動的防禦,變成了主動的伏擊。
由此想來,等待期似乎也值得拉長。鎖定期三十天,一年能試十二輪;如果鎖一年,一年只能試一輪。單次賠率沒有變,覆蓋的地址數量卻差了一個量級。找不到足夠多的空地址,就湊不出正收益的樣本。拉長鎖定期削弱的是試探的覆蓋面,還有資金周轉速度。
資金雄厚的冒領者可以用並行抵押來換時間,同時押很多筆,代價是數倍的消耗。所以它鎮得住中小冒領者,壓不住無限火力。BTC的絕對稀缺這個優點就凸顯了:誰也沒有無限火力。
這樣稍作改動,它和 BIP-361(草案)的差別就清楚了。BIP-361 是限期遷移,過期凍結,協議替所有人做決定;而量子地雷這個思路留了一個抵押出口,沒來得及證明的人還能抵押一年把幣領出來,同時用踩雷和資金占用威懾冒領。對產權的處理,比一刀切凍結要溫和得多。
當然,對於確已失去所有者的那些幣,仍然沒有解決。地雷只對還握着私鑰的人有用,私鑰已經丟了的幣,包括中本聰那批早期持倉,沒有主人能出來揭示承諾。
無論哪條路,前提都差不多:主人都得在 Q-day 之前動一次。Q-day 之後,能證明的東西只剩下知道私鑰,而那時知道私鑰已無法等於你是真正的所有人。唯一還有效的證明,是我在 Q-day 之前就知道。可這個證明只能在那之前留下,時間戳不會倒流。事前沒有動作的人,事後沒有補救的辦法。
上面這些延伸思考,是教鏈順着開發者的思路往下推的,並非他的原方案。這個埋雷思路的啟發性不在某個細節,而在方向。過去幾年量子威脅的討論,幾乎都在密碼學裡打轉,換籤名算法、改地址格式、限期遷移;這位開發者把問題焦點轉向了博弈論,讓攻擊的成本本身成為設計對象。
這個方向也許還有更好的走法。教鏈把自己的思考寫出來,也是拋磚引玉,希望更多人一起來探討:除了讓人遷移,除了把幣凍住,除了抵押,還有沒有更好的方案。
來源:金色財經
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