Blockstream推量子安全签名，比特币迎抗击未来威胁关键一步

核心提要：Blockstream发布SHRINCS后量子签名提案，为应对未来量子计算威胁铺路。该方案在签名效率与兼容性上展现优势，但其采纳仍需社区共识与全面审计。

Blockstream推出SHRINCS方案，加速比特币量子防御进程

比特币基础设施领军企业Blockstream正式提交一项新的比特币改进提案（BIP），引入名为SHRINCS的后量子签名机制，标志着网络在抵御潜在量子攻击方面迈出实质性一步。尽管首席执行官Adam Back认为实用级量子计算仍远在数十年之后，但此举凸显了该机构前瞻性布局的重要性。

专为比特币设计的抗量子签名初现端倪

SHRINCS（State Hardened Randomized INcremental Chain Signature）旨在解决量子计算机可能破解现行加密体系对比特币构成的风险。该方案于今年3月在Liquid侧链环境中完成初步部署，研究人员Jonas Nick与Mikhail Kudinov随后于5月正式提出其操作码规范。

Jonas Nick将其定义为“首个面向比特币生态的后量子签名具体实现构想”，并强调其并非终极解法，而是当前技术路径中最具可行性的选项之一。尽管存在局限，但其在安全性、效率与兼容性之间的平衡表现突出。

后量子密码学专家Marin Ivezic评价称，SHRINCS是“目前最贴近比特币原生特性的后量子签名架构”。其不仅支持与BIP-39种子恢复机制协同工作，且依赖比特币核心挖矿所用的SHA-256哈希函数，具备高度集成潜力。

不过，Ivezic也指出，该方案尚处早期阶段，尚未经历系统性密码学审查，亦未像NIST标准那样接受广泛公开验证，因此仍需持续评估。

性能权衡：签名大小与交易吞吐量的现实考量

SHRINCS的签名尺寸约为548字节，公钥额外占用48字节，整体约为当前Schnorr或ECDSA签名的九倍。相较之下，主流NIST认可的后量子方案如ML-DSA和SPHINCS+，其签名大小可达原方案的123倍以上。

这种显著增长可能严重制约网络吞吐能力。若采用ML-DSA，预计交易速率将降至每秒0.5笔；而SPHINCS+仅支持0.36 TPS。相比之下，研究估算若全面部署SHRINCS，比特币仍可维持约3 TPS，接近现有水平。

各方案对比数据如下：Schnorr签名64字节，预估TPS为6.5；ML-DSA（基于格）签名规模为当前方案的123倍，预估TPS 0.5；SPHINCS+（基于哈希）签名规模同样扩大123倍，预估TPS 0.36；SHRINCS签名范围介于548至4619字节之间，预估TPS为3。

为缓解空间压力，SHRINCS利用隔离见证（SegWit）机制，将签名数据置于独立区域，有效降低区块占用率。

与无状态方案如SPHINCS+不同，SHRINCS采用有状态密钥管理策略——本地维护已用密钥状态。每次签名生成增加16字节开销。一旦设备遗失，恢复备用无状态交易可能高达5777字节。

BOLTS Technologies创始人Yoon Auh指出，该方案涉及多个复杂要素：有状态机制、紧凑签名路径、备份策略、种子初始化次数假设，以及何时切换至更大无状态路径的规则设定。Ivezic进一步强调：“比特币量子迁移的核心障碍并非技术本身，而是治理层面的共识难题。”

多元探索与长期演进路径

除SHRINCS外，Blockstream正测试基于格密码的签名变体，并研究结合零知识证明（ZK）进行聚合签名的可行性。若与ZK技术融合，理论上可使网络吞吐量提升至每秒6.7笔交易。

然而，此类变更属于根本性协议调整，极有可能引发社区深度讨论与分歧。目前最新提交的BIP仅为起点，完整安全证明仍未完成。最终采纳不仅依赖技术表现，更取决于整个社区能否就升级达成一致。

公司正在推进SHRINCS的持续优化，并计划在主流硬件钱包中提供支持。此前发布的SHRIMPS工具虽已整合进同一公钥下的无状态路径，但仍服务于设备备份与灵活性需求。

任何涉及量子安全的协议变更都将触及比特币架构根基，引发广泛争议。研究人员提醒，真正的挑战不仅是密码学设计，更在于如何通过审慎治理获得广泛支持。