以太坊「Walkaway測試」同量子抗性未來展望




以太坊的「離場測試」及量子抗性:為何現今比以往更重要

以太坊聯合創辦人Vitalik Buterin提出的「離場測試」(walkaway test),是一種評估以太坊長遠可信度的方法。這個測試的核心理念,是以太坊網絡即使在核心開發者停止積極升級的情況下,仍能保持安全和正常運作。

Buterin以一個比喻解釋,協議應該像你擁有的一把工具(例如錘子),而非一項服務;後者若供應商失去興趣或受外部壓力限制,性能會逐漸退化。理想的終極狀態,是以太坊能「硬化」成一個穩定不變的系統,其價值不依賴尚未實現的功能。

在同一篇文章中,Buterin列出一系列以太坊必須達成的條件,才能實現這種「硬化」狀態,包括:

– 完全具備量子抗性(本文重點)
– 可擴展至每秒數千筆交易的架構,如結合零知識以太坊虛擬機(zkEVM)和PeerDAS的方案,並透過參數調整進一步擴容
– 設計可持續數十年的狀態架構,包括部分無狀態、狀態過期及未來兼容的儲存結構
– 通用帳戶模型(即完全帳戶抽象),脫離現有的橢圓曲線數字簽名算法(ECDSA)
– 抵禦拒絕服務攻擊的燃料費機制,涵蓋執行和零知識證明
– 長期維持去中心化的權益證明經濟模型,確保以太幣作為無信任抵押品的效用
– 抵抗中心化及維持審查抵抗的區塊構建機制

離場測試的核心意義

Buterin的離場測試問得很直接:以太坊能否在不依賴持續且高風險的協議改動下,繼續提供其作為無信任及最小信任應用平台的核心承諾?他認為協議應逐漸像工具般穩定,主要改進來自客戶端優化和安全的參數調整,而非反覆重設計。

他特別強調,目標是讓以太坊的價值主張「不嚴格依賴尚未存在於協議中的功能」。這種「協議硬化」概念源自網絡工程,指的是當協議被廣泛採用後,重大改動變得愈來愈困難,演進自然放緩,因為生態系統變得龐大且難以推動。

量子計算如何改變風險模型

談及量子風險,最大的不確定性是時間點。國家標準與技術研究院(NIST)也指出,無法準確預測量子電腦何時,甚至是否能在大規模破解現行公鑰密碼學。

量子風險之所以納入長期安全規劃,原因是密碼學轉換通常非常緩慢。NIST指出,從標準化算法到廣泛部署,可能需要10至20年,因為產品和基礎設施必須重新設計和推廣。

此外,還有一種「先收集加密資料,日後解密」的風險模式,意味著現時加密資料可能被保存,等待未來量子技術成熟後破解。正因如此,多個標準組織已經開始從研究階段轉向實施階段,NIST預計2024年將完成首批後量子密碼學標準,並鼓勵早期轉型。

英國國家網絡安全中心(NCSC)更將後量子密碼學遷移視為有明確時限的項目,設立了2028年發現與規劃、2031年優先遷移、2035年全面遷移的里程碑。

以太坊的量子抗性實務意義

對以太坊而言,量子抗性關乎網絡能否在不破壞用戶體驗的前提下,從現有簽名機制平滑過渡。

Buterin在離場測試中明確將「完全量子抗性」列為目標,並指出這需要更通用的帳戶模型來驗證簽名。這正是帳戶抽象(account abstraction)的用武之地。透過更靈活的帳戶模型,以太坊不必永遠綁定單一簽名算法,理論上可逐步採用後量子簽名,避免全網一次性「切換日」的風險。

研究討論曾探討使用如Falcon等後量子簽名方案來替代以太坊交易簽名的可行性,並分析其帶來的複雜度和性能成本。

目前這方面的工作仍在進行中。以太坊的發展路線圖中包含量子抗性相關計劃(統稱為Splurge),但尚未有完整方案落地。

值得一提的是,帳戶抽象已於主網大規模啟用。根據Ethereum.org,截至2025年10月,EIP-4337 EntryPoint合約已部署,支援超過2600萬智能錢包和1.7億次用戶操作。

以太坊協議面臨的挑戰

從技術角度來看,離場測試問的是以太坊能否在不依賴緊急協調的情況下,改變其密碼學基礎。

目前以太坊有多種簽名機制:用戶交易使用基於secp256k1的可恢復ECDSA簽名,權益證明驗證者則使用BLS12-381簽名。

未來的後量子遷移可能涉及:

– 引入並標準化新驗證路徑
– 啟用安全的密鑰及簽名方案輪替,涵蓋用戶帳戶和驗證者
– 在不破壞錢包和基礎設施用戶體驗假設的前提下完成

帳戶抽象在此扮演關鍵角色,通過委派驗證邏輯,使簽名驗證更靈活,減少對單次緊急升級的依賴。

打造以太坊的長期韌性

Buterin的離場測試本質上是對以太坊可信度的要求。以太坊應該達到一個狀態,能夠「硬化」且其價值主張不依賴尚未成為協議一部分的功能。

量子抗性正符合這個框架,因為它是一個長期過渡問題,而非能一鍵切換的功能。NIST亦明確建議組織應及早準備後量子遷移,即使時間點尚不明朗。

更廣泛的問題是,以太坊能否在不依賴少數人持續救援的情況下,演進其安全假設,成為一個真正穩健的系統。

編者評論:

Buterin提出的「離場測試」為以太坊的未來發展指明了重要方向:一個能夠自我維持、無需依賴頻繁且高風險升級的穩定協議,才是真正具備長期生命力的區塊鏈。這不僅是技術層面的挑戰,更是生態系統治理和用戶信任的考驗。

量子抗性作為其中一個關鍵指標,提醒我們密碼學安全不是一蹴而就,而是需要前瞻性規劃和持續投入。以太坊選擇通過帳戶抽象來實現靈活遷移,反映出其設計哲學的前瞻性和適應性。這種漸進式的轉型策略,既避免了「大爆炸式」升級的風險,也為生態系統留出足夠時間應對未來變化。

然而,這條路並非沒有挑戰。如何在保持用戶體驗流暢的同時引入新技術?如何確保去中心化與安全性的平衡?這些問題都需要社群、開發者和產業共同努力。量子威脅的不可預測性,更讓這場「賽跑」充滿不確定性。

總結來說,離場測試不僅是對以太坊技術的檢驗,更是對其生態系統韌性和治理智慧的考驗。未來的成功與否,將取決於能否在穩定與創新之間找到最佳平衡,為用戶和開發者打造一個值得信賴的區塊鏈平台。

以上文章由GPT 所翻譯及撰寫。圖片由Gemini 根據內容自動生成。

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