以太坊(ETH)研究人员近期发布一项名为SPHINCS-的后量子签名设计方案,旨在提升钱包在以太坊虚拟机(EVM)内部对量子抗性签名的验证能力。这一提案虽仍处于研究阶段,但标志着以太坊在应对潜在量子计算威胁方面迈出关键一步。
SPHINCS-(读作“SPHINCS minus”)是一种专为以太坊虚拟机环境定制的无状态后量子签名验证机制。其核心目标是确保当前依赖经典加密算法的钱包,在未来量子计算机出现时仍具备安全性。该方案通过替换标准的SHAKE256哈希函数为以太坊原生支持的KECCAK256,使签名逻辑能在不修改底层协议的前提下直接运行于现有合约系统中。
针对实际应用可行性,研究人员对C13变体进行了详细测算:验证成本约为12.7万Gas,签名大小为3704字节。相较之下,传统的SLH-DSA-SHA2-128-24方案需14.2万Gas与3856字节,且签名过程涉及高达10.7亿次哈希调用,效率明显偏低。
值得注意的是,该提案并未追求无限签名次数,而是将每个密钥的签名上限设定在2^14至2^20之间。这一设定基于现实数据支撑——自以太坊合并以来,99.9%的地址年均交易量不足431笔,表明普通钱包无需极端高预算的签名容量,从而在安全与性能间取得平衡。
尽管验证效率显著提升,但SPHINCS-尚未完全符合FIPS 205等国际标准,主要因其使用了非标准的哈希组合并限制签名频率。此外,硬件钱包的签名时间仍是瓶颈:在ST33K1M5安全元件上,C11与C12变体分别需390秒和47.5秒完成签名,用户体验堪忧。
以太坊的后量子安全研究已形成多线并进格局,涵盖新签名算法、账户抽象推进、迁移路径规划及钱包架构革新。由于账户安全类变更涉及长期协调,预计相关部署将在数年内逐步推进。
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