後量子保護：人工智慧發現新數位簽名候選者的漏洞

後量子保護再次成為焦點，因為Anthropic發表聲明：Claude Mythos Preview模型揭示了對HAWK數位簽名演算法的新攻擊變體，該演算法被視為未來後量子密碼學的潛在工具之一。

根據該公司的資料，研究耗時約60小時，計算成本約為10萬美元。這種新方法將HAWK最不安全版本的密鑰破解難度從約2⁶⁴降低到2³⁸次操作。

更可靠的密鑰選擇目前仍然穩定。但這種選擇有一個弱點：演算法幾乎失去了效率上的優勢。換句話說，它可能更安全，但不再那麼方便，這也是當初考慮它的原因。

為什麼這對比特幣和以太坊不是直接威脅 這一發現對比特幣和以太坊並不構成直接威脅。在這些網絡中，使用的是另一種簽名類型——橢圓曲線密碼學，而實驗並未針對它。它們的公開密鑰加密系統結構不同：電子簽名證明了擁有者處理貨幣的權利，而公共地址不會揭示私鑰（密碼學將其視為用戶的主要秘密）。

但對市場來說，這仍然是一個重要信號：人工智慧的發展加速了對新防護解決方案和攻擊的探索。對於計算機安全來說，這意味著前景廣闊的加密方案和任何新密碼都必須更快、更嚴格地進行檢查。

系統必須儲存秘密的時間越長，就越早需要準備轉向後量子演算法：今天被攔截的數據，明天可能會在更強大的計算機上嘗試解密。

什麼是後量子保護，簡單來說 後量子保護是轉向能抵禦不僅是普通攻擊，還有未來量子計算機攻擊的加密方法。對於需要儲存數年的數據來說，它至關重要：金融交易、政府系統、雲服務、物聯網設備和安全通信。

加密保護的主要目的是隱藏數據，防止未經授權的修改，並確認誰簽署了消息或操作。這三個基本任務是：保密性、完整性和身份驗證。

後量子演算法有哪些 後量子演算法是一種設計用於抵抗量子攻擊的加密或數位簽名方案。這類方法包括基於格、代碼、多項式、哈希函數和同態的演算法。HAWK正是這類候選者之一，儘管目前在比特幣中並未使用。

量子加密是一個獨立的概念：它利用量子粒子的特性來保護通道，而不僅僅依賴數學問題的複雜性。在傳統密碼學中，安全性通常依賴於密鑰幾乎無法被破解；而在量子方法中，試圖悄悄攔截密鑰的行為應該會留下痕跡。

量子風險從何而來 加密行業所談論的主要危險與未來的量子計算機有關。如果足夠強大的量子計算機成為現實，它理論上能夠根據已知的公開密鑰計算私鑰。這對許多依賴於反向計算複雜性的系統構成風險。

這類情景的基礎是量子力學，而在密碼學中經常提到的Shor演算法：它對於安全性依賴於因式分解或離散對數的方案構成威脅。RSA、DSA、ECDSA、DH和ElGamal等演算法依賴於這些問題，因此當足夠強大的量子計算機出現時，電子商務、銀行交易、安全通信以及依賴簽名或密鑰交換確認信任的服務都可能受到影響。

比特幣在轉帳時使用公開金鑰。其他加密貨幣以及某些銀行應用也有類似的邏輯。因此，後量子密碼學（PQC）和相關方向不再是抽象的科學主題，而是基礎設施的實際問題。

如何準備應對量子威脅

準備工作從盤點開始：需要了解在哪些地方使用簽名、密鑰交換和長期存儲敏感數據。接著，應該關注NIST和ISO的標準，測試後量子方案在試點系統中的應用，並設計密碼學的靈活性，以便在不完全重建基礎設施的情況下更換算法。

實際上，這意味著更新庫、檢查兼容性、制定密鑰和地址的遷移計劃，以及在過渡期間使用結合方案，讓傳統保護與後量子保護共同運作。

比特幣的討論

現有的簽名在強大的量子計算機出現時可能會顯得不足。因此，科學家們提前設計新的方案，以應對量子攻擊。HAWK是其中一個備選方案，但目前尚未在任何地方使用，且不打算在比特幣中實施。

• BIP-360 --- 轉向量子抗性地址的計劃。該計劃提供了幾種算法供選擇：如果一種選擇被破解，網絡可以轉向另一種。
• BIP-361 --- 凍結超過三分之一所有比特幣的想法，這些比特幣存放在舊的和最脆弱的地址上。作者認為，隨著人工智慧的發展，時間變得越來越緊迫，甚至傳統的非量子攻擊也加速了20倍。

儘管量子威脅目前仍然是理論上的，但它已經改變了市場。行業正在將保護機制和後量子解決方案引入加密項目，主要參與者在這方面投入了數千萬美元。一些區塊鏈網絡已經從討論轉向實際調整新算法。

在這種背景下，對標準和密鑰保護的關注只會增加：

• NIST正在制定後量子密碼學的標準，並為行業設定指導方針。
• IBM和其他科技公司正在投資於量子技術。
• 密鑰保護成為國家層面的網絡安全的一部分，包括在網絡戰爭的邏輯中。

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