抗量子成本:一种基于哈希的承诺-揭示替代方案,用于最小化区块链基础设施开销
在比特币和以太坊等区块链系统中向抗量子密码的过渡,通常被视为纯粹的密码学问题。但在实践中,这一过程也带来了重大的经济和基础设施挑战:在全球复制的网络中,交易规模的增加和验证成本的上升会在所有参与节点上被倍数放大。 现有的后量子签名方案,包括基于格密码的构造(如 CRYSTALS-Dilithium)和无状态哈希方案(如 SPHINCS+),都显著增加了签名大小。在区块链规模下,这些增加会转化为更高的存储、带宽和验证需求,可能需要多代硬件升级才能成为操作常态。历史经验表明,即使是数据量的适度增加也可能引发争议,正如比特币区块大小辩论(2015-2017 年)所展示的那样。 该团队提出了一种基于哈希的提交-揭示构造,用两笔轻量级交易替代单笔携带签名的交易,每笔交易仅包含一个固定大小(32 字节)的哈希输出,该输出源自 SHA-256、BLAKE 或 Keccak 等成熟原语。这种方法在标准哈希假设下实现了后量子安全性,同时每次授权事件的有效交易数据量仅增加了约 1.5 倍至 2 倍。 这些结果表明,实用的后量子迁移可能受益于重新思考交易语义,而非直接采用更大的签名方案;同时,去中心化系统的可行设计必须考虑到系统范围的成本放大效应。
量科快讯
3 天前

