在區塊鏈開發者們熱烈討論如何升級協議，以應對未來可能出現的量子攻擊之際，Cardano 的創辦人 Charles Hoskinson 提出了一個重要的觀點：關鍵不在於 *做* 什麼改變，而是 *何時* 改變。他警告，過早的行動可能會為區塊鏈網路帶來高昂的代價。
Hoskinson 指出，保護區塊鏈免受未來量子攻擊所需的加密工具其實已經存在。他特別提及美國國家標準與技術研究院 (NIST) 在 2024 年發布的後量子密碼學標準。然而，問題在於，如果在礦工和驗證者尚未準備好之前就實施這些新協議，將會付出什麼樣的成本？
Hoskinson 在接受 Decrypt 採訪時表示：「後量子加密通常速度慢 10 倍，證明大小大 10 倍，效率降低 10 倍。因此，如果採用它，基本上就是降低區塊鏈的吞吐量。」換句話說，過早採用後量子加密技術可能導致區塊鏈的性能大幅下降，如同讓一輛跑車裝上老舊的引擎。
雖然研究人員普遍認為，足夠強大的量子電腦有一天可能會破解當前的密碼學，但對於這種威脅何時會成為現實，各方意見分歧。有些人預計在幾年內，而另一些人則認為可能需要十多年。
Hoskinson 建議，在評估量子威脅何時到來時，不要只關注炒作和企業的時間表，而應關注美國國防高等研究計劃署 (DARPA) 的量子基準測試倡議。該倡議旨在測試不同的量子計算方法是否能夠產生有用的結果。他認為，這是一個更佳的、獨立且客觀的基準，可以作為判斷量子電腦是否會成為現實、何時會實現以及由誰製造的參考。
DARPA 已將 2033 年設為目標年份，以確定實用級量子計算是否可行。這為區塊鏈社群提供了一個相對明確的時間表，以便進行規劃和準備。
與包括比特幣、以太坊和 Solana 在內的大多數主要網路一樣，Cardano 依賴於橢圓曲線密碼學 (Elliptic-curve cryptography)。理論上，如果出現足夠強大的量子電腦，Shor 演演算法可能會破解這種密碼學。Hoskinson 表示，業界已經知道如何解決這種漏洞，但爭論的焦點在於兩種相互競爭的加密方法之間的選擇。
Hoskinson 說：「你可以做出兩個重要的選擇：雜湊 (Hashes)，以太坊正在採用這種方法，以及格 (Lattices)，我們正在採用這種方法。」
基於雜湊的密碼學使用密碼雜湊函數來建立數位簽章，這種方法被廣泛認為可以安全地抵禦未來的量子攻擊。這些系統設計簡單、經過充分研究且保守，但它們主要用於簽署資料，不適用於通用加密。
格基密碼學依賴於即使對於量子電腦來說也預期仍然困難的數學難題。格密碼學不僅支援數位簽章，還支援加密和更先進的加密工具，支持者認為這使其更適合後量子時代。
Hoskinson 強調格基密碼學的優勢，特別是其與現有 AI 基礎設施的兼容性。 他說：「你可以在你的顯示卡上完成所有的加密操作，就像執行 AI 運算一樣。因此，你可以重複使用數千億美元的 AI 電腦，而不必構建 ASIC 來加速這些運算。」
然而，Hoskinson 並未呼籲立即進行全協議的變更，以支持其中一種方法。相反，他描述了一種分階段的緩解方法。他提到的一種選擇是使用 Mithril 等系統和以隱私為重點的 Midnight 側鏈，創建 Cardano 分類帳歷史記錄的後量子簽名檢查點。
「這些系統始終存在權衡。」他說。「你不能從即時確定性過渡到機率確定性。一旦你做出了這個決定，你就做出了這個決定，你必須承擔後果。」
這意味著，在追求後量子安全性的過程中，必須仔細權衡性能、安全性和可用性之間的平衡。 過度激進的策略可能會損害區塊鏈的效能，而過於保守的策略可能會使網路在面對潛在的量子攻擊時變得脆弱。
深入探討：兩種主流的後量子加密方案
在眾多的後量子加密解決方案中，雜湊和格基加密方法脫穎而出，成為目前最受關注的選項。讓我們更深入地了解這兩種方案：
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雜湊 (Hashes): 這種方法利用了密碼雜湊函數的特性，其核心理念是建立一種即使在量子電腦的威脅下也能保持安全性的數位簽章。雜湊函數的主要優點包括：
- 安全性: 基於成熟的密碼學原理，被廣泛認為是相對安全的選擇。
- 簡潔性: 設計簡單，易於理解和實施。
- 保守性: 偏向保守設計，避免使用未經充分測試的新技術。
然而，雜湊方法的限制在於其主要用於簽署資料，不適用於通用加密，這限制了其在某些應用場景中的靈活性。
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格 (Lattices): 格基加密基於複雜的數學難題，這些難題即使對於量子電腦來說也預期仍然難以解決。格基加密的主要優點包括：
- 多功能性: 不僅支援數位簽章，還支援加密和更高級的加密工具。
- 效率: 可以利用 AI 硬體加速，例如顯示卡，從而提高運算效率。
- 潛力: 具有在後量子時代提供更全面的加密解決方案的潛力。
格基加密的缺點在於其複雜性較高，需要更多的運算資源和專業知識，並且相對而言，成熟度不如雜湊方法。
Cardano 的應對策略
Hoskinson 對於 Cardano 的後量子遷移採取了一種謹慎而務實的態度。他強調分階段緩解策略的重要性，並提出了一種利用現有技術（如 Mithril 和 Midnight 側鏈）創建後量子簽名檢查點的方法。這種方法允許 Cardano 在不影響整體網路效能的前提下，逐步引入後量子安全機制。
此外，Hoskinson 對於 DARPA 的量子基準測試倡議表示支持，並建議區塊鏈社群密切關注該倡議的進展。這表明 Cardano 正在積極尋找可靠的數據和客觀的評估，以指導其後量子策略。
結論
隨著量子計算技術的發展，區塊鏈社群必須認真對待後量子威脅。Cardano 的 Hoskinson 對此提出了重要的警告：升級到後量子密碼學需要權衡。過早的行動可能會損害網路效能，而過於保守的策略可能會使網路變得脆弱。最佳策略是在性能、安全性和可用性之間找到平衡，並根據可靠的數據和客觀的評估來指導決策。
在後量子時代，區塊鏈技術的未來取決於我們如何應對這些挑戰。 謹慎的規劃、務實的態度和持續的學習將是成功的關鍵。在軟體與區塊鏈的世界中，唯有擁抱改變，才能立於不敗之地。
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