專案 Eleven 引入使用金鑰衍生的後量子比特幣所有權證明(Ownership Proof)

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Project Eleven 介紹了一種後量子密碼學的驗證證明技術,目的是在量子電腦強到足以破解現有加密之後,協助比特幣使用者驗證錢包的所有權。該解決方案使用錢包的金鑰衍生路徑來證明對上層金鑰的控制,而不揭露它——這是量子攻擊者即使在攻破錢包的私鑰之後也無法複製的事情。這項技術著眼於比特幣安全模型中的一個根本挑戰:當量子電腦能由公鑰推導出私鑰時,數位簽名就不再是可靠的所有權證明,因而無法區分合法所有者與攻擊者。

Project Eleven 使用金鑰衍生路徑作為後量子證明

Project Eleven 執行長 Alex Pruden 在 X 的一串貼文中解釋,當量子電腦能由公鑰推導出私鑰後,數位簽名就不再可靠。此時,合法所有者與量子攻擊者都能產生相同的簽名,使所有權與偽造之間變得不可辨識。

「在 Q-Day 之後,一旦量子電腦能從它的公鑰推導出 ECC 私鑰,有效簽名就不再能證明所有權,」Pruden 寫道。「量子對手與合法所有者都能產生相同的簽名。」

解決方案完全把所有權證明從簽名移開。這項技術不再依賴私鑰,而是使用錢包的金鑰衍生路徑,來證明使用者控制的是用來最初生成該錢包私鑰的上層金鑰,同時不揭露該上層金鑰。量子電腦也許能由錢包的公鑰推導出錢包的私鑰,但它無法倒推,去重建位於衍生階層更上方的助記詞或上層金鑰。

「因此,就算在 Q-Day 之後,攻擊者就算已經破解了你地址的私鑰,但也沒有持有、也無法計算它是由哪個助記詞推導出來的,」Pruden 寫道。「在不揭露的情況下證明你知道上層金鑰,這件事只有真正的所有者做得到。」

開源 Binius 零知識證明系統的主要維護者 Jim Posen 以 Project Eleven 的資金完成了此實作。這項工作建立在「signature lifting(簽名提升)」之上;該技術最早由研究人員 Alon Sattath 與 Robert Wyborski 提出。原型目前尚未經過稽核,部署前需要得到區塊鏈協定層級的支援。

Q-Day 威脅比特幣的橢圓曲線密碼學

Q-Day 代表一個分水嶺:當量子電腦強到足以足夠快地破解橢圓曲線密碼學,就能鎖定正在使用中的比特幣錢包。當錢包的公鑰因先前的交易而在鏈上暴露,它就會被任何人看見,包括未來的量子對手。只要計算能力足夠,這個公鑰就足以推導出對應的私鑰。

一旦遭到破壞,數位簽名的證明價值會完全消失。若任何人只要有量子電腦就能為任何錢包產生有效簽名,那麼法院、協定與資產恢復機制就不再能把簽名有效性視為身分的證明。

基於衍生的證明鎖定錯過遷移窗口的使用者

該恢復方法面向那些錯過未來遷移到具抗量子能力地址的使用者。Coinbase 的量子諮詢委員會警告稱,如果所有者未能及時遷移,約有 7 百萬枚比特幣最終可能面臨弱點。

對於這些使用者而言,Project Eleven 的作法提供了一個後備方案:透過衍生路徑來證明所有權,而不是透過一台量子機器也同樣能產生的簽名。該機制提供了加密基礎,用以區分真正的所有者與攻擊者。

「就算我很希望整個世界都能認真對待量子遷移計畫,現實是有些數位資產錢包會錯過窗口,」Pruden 寫道。「這就給了他們一個後備方案:在那個窗口關閉之後,仍可透過衍生來證明所有權,而不是透過簽名。」

比特幣開發者推進 BIP-360 與具抗量子能力的升級

在 2 月,比特幣開發者將 BIP-360 推進至正式審查;該 BIP 是一份比特幣改進提案,為具抗量子能力的升級奠定基礎。到 3 月,BTQ Technologies 在其比特幣量子測試網上釋出了第一個可運作的實作,讓開發者能測試該提案。

在 6 月,美國總統 Donald Trump 簽署了行政命令,加速聯邦政府向後量子密碼學的轉型。Coinbase 的量子諮詢委員會也在同一時間發出警告,敦促區塊鏈開發者立即開始規劃後量子遷移。

常見問題

在比特幣安全性的脈絡下,Q-Day 是什麼?

Q-Day 是指量子電腦能夠破解保護比特幣交易的橢圓曲線密碼學的時刻,這會使攻擊者能由公鑰推導私鑰。

Project Eleven 的證明如何在 Q-Day 之後協助比特幣使用者?

它使用錢包的金鑰衍生路徑,在不揭露的情況下證明對上層金鑰的所有權。因為量子電腦無法由已被攻破的私鑰重建該上層金鑰,所以即使在錢包的私鑰已被暴露之後,該方法仍可讓合法所有者證明其掌控權。

Project Eleven 的恢復方法已準備好用於區塊鏈嗎?

不行。目前原型尚未經過稽核,並且在用於實際運作前需要區塊鏈協定層級的支援。它是用於證明技術可行性的概念驗證,而不是可部署的解決方案。

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