BIP-360解讀：比特幣首次邁向量子防禦，但為何只是「第一步」？

原文标题：比特币的量子升级路径：BIP-360 的变化及其内容

原文来源：Cointelegraph

原文编译：AididiaoJP，Foresight News

核心要点

· BIP-360 首次将量子抗性正式纳入比特币的升级路径，标志着一次谨慎、渐进式的技术发展，而非一次性的密码体系转变。

· 量子风险主要威胁已暴露的公钥，而非比特币所采用的 SHA-256 哈希算法。因此，减少公钥暴露成为开发者重点关注的核心安全问题。

· BIP-360 引入了支付到默克尔根（P2MR）脚本，通过移除 Taproot 升级中的密钥路径花费功能，强制所有 UTXO 的花费都必须经由脚本路径，从而最大程度地减少椭圆曲线公钥的暴露风险。

· P2MR 保留了智能合约的灵活性，仍通过 Tapscript Merkleized Abstract Syntax Tree (MAST) 支持多重签名、时间锁定和复杂的托管结构。

比特币的设计理念使其能够抵御严峻的经济、政治和技术挑战。截至2026年3月10日，其开发团队正在应对一项新兴的技术威胁：量子计算。

最近提出的比特币改进建议书360号（BIP-360）首次将量子抗性正式纳入比特币的长期升级路径中。尽管部分媒体报道倾向于将其描述为一次重大变革，但实际情况更为谨慎和渐进。

本文将深入探讨BIP-360如何通过引入支付到默克尔根（P2MR）脚本，移除Taproot的密钥路径花费功能，从而降低比特币的量子风险敞口。本文旨在阐明该提案的改进之处、引入的权衡因素，以及它为何尚未能使比特币实现完全的后量子安全。

量子计算对比特币的威胁来源

比特币的安全性建立在加密基础之上，主要包括椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）以及通过Taproot升级引入的Schnorr签名。传统计算机无法在合理时间内从公钥逆向推导出私钥。然而，一台拥有足够强大能力的量子计算机如果运行Shor算法，则有可能破解椭圆曲线离散对数问题，进而威胁私钥安全。

關鍵區別如下：

· 量子攻擊主要威脅公鑰密碼系統，而非雜湊函數。比特幣採用的 SHA-256 算法在量子計算面前相對穩健。格羅佛算法僅能提供二次方的加速效果，而非指數級加速。

· 真正的風險在於公鑰在區塊鏈上被公開的時刻。

基於此，社區普遍將公鑰暴露視為最主要的量子風險來源。

2026 年比特幣的潛在脆弱點

比特幣網路中的各類地址類型，面臨的未來量子威脅程度不盡相同：

· 重複使用的地址：當資金從該地址被花費時，其公鑰便在鏈上公開，一旦未來出現密碼學相關量子計算機（CRQC），該公鑰將面臨風險。

· 遺留的支付到公鑰（P2PK）輸出：早期的比特幣交易直接將公鑰寫入交易輸出中。

· Taproot 金鑰路徑花費：Taproot 升級（2021 年）提供了兩種花費路徑：一種是簡潔的金鑰路徑（花費時會暴露一個經過調整的公鑰），另一種是腳本路徑（通過默克爾證明暴露具體腳本）。其中，金鑰路徑是量子攻擊下最主要理薄弱點。

BIP-360 正是直接針對金鑰路徑暴露問題而設計。

BIP-360 的核心內容：引入 P2MR

BIP-360 提案新增了一種名為支付到默克爾根（P2MR）的輸出類型。該類型在結構上借鑒了 Taproot，但做出了一項關鍵性改動：徹底移除了金鑰路徑花費選項。

與 Taproot 承諾一個內部公鑰不同，P2MR 僅承諾腳本樹的默克爾根。花費 P2MR 輸出的流程為：

揭示腳本樹中的一個葉子腳本。

提供一個默克爾證明，以證實該葉子腳本隸屬於被承諾的默克爾根。

整個過程中，不存在任何基於公鑰的花費路徑。

移除密鑰路徑花費帶來的直接影響包括：

· 避免因直接進行簽名驗證而暴露公鑰。

· 所有花費路徑均依賴於抗量子性更強的基於雜湊的承諾。

· 長期存在於鏈上的橢圓曲線公鑰數量將顯著減少。

· 相較於依賴橢圓曲線假設的方案，基於雜湊的方法在抵禦量子攻擊方面具有顯著優勢，從而大幅縮減了潛在的攻擊面。

BIP-360 所保留的功能

一個常見的誤解是，放棄密鑰路徑花費會削弱比特幣的智能合約或腳本功能。事實上，P2MR 完全支持以下功能：

· 多簽配置

· 時間鎖

· 條件支付

· 資產繼承方案

· 高級托管安排

BIP-360 通過 Tapscript 默克爾樹來實現上述所有功能。該方案在保留完整腳本能力的同時，捨棄了便捷但存在潛在風險的直接簽名路徑。

背景知識：中本聰曾在早期論壇討論中簡要提及量子計算，並認為若其成為現實，比特幣可以遷移至更強的簽名方案。這表明，為未來的升級預留靈活性，是其初始設計思想的一部分。

BIP-360 的實踐影響

BIP-360 雖看似一項純技術改進，但其影響將廣泛觸及錢包、交易平台和托管服務等層面。若提案被採納，它將逐步重塑新的比特幣輸出的創建、花費和保管方式，尤其對重視長期抗量子性的用戶產生深遠影響。

· 錢包支持：錢包應用可能會提供可選的 P2MR 地址（可能以「bc1z」開頭），作為「量子加固」選項，供用戶接收新幣或存儲長期持有資產。

· 交易費用：由於採用腳本路徑會引入更多見證數據，P2MR 交易相較於 Taproot 密鑰路徑花費會稍大，可能導致交易費用稍有增加。這體現了在安全性與交易緊湊性之間做出的權衡。

· 生態協同：全面部署 P2MR 需要錢包、交易平台、托管機構和硬體錢包等各方進行相應更新。相關規劃與協調工作需提前數年啟動。

背景知識：各國政府已開始關注「先收集，後解密」的風險，即當下大量收集並存儲加密數據，以待未來量子計算機問世後進行破解。這種策略與對比特幣已暴露公鑰的潛在擔憂如出一轍。

BIP-360 的明確界限

儘管 BIP-360 增強了比特幣對未來量子威脅的防禦能力，但它並非一次徹底的密碼學體系重構。理解其局限性同樣至關重要：

· 現有資產不自動升級：所有舊的未花費交易輸出（UTXO）在用戶主動將資金轉移至 P2MR 輸出之前，其脆弱性依然存在。因此，遷移過程完全取決於用戶的個體行為。

· 不引入新型後量子簽名：BIP-360 並未採用基於格的簽名方案（如 Dilithium 或 ML-DSA）或基於雜湊的簽名方案（如 SPHINCS+）來替代現有的 ECDSA 或 Schnorr 簽名。它僅移除了 Taproot 密鑰路徑帶來的公鑰暴露模式。要在基礎層全面過渡到後量子簽名，將需要一次規模大得多的協議變更。

· 不能提供絕對的量子免疫：即使未來突然出現可實際運行的 CRQC，抵禦其衝擊仍需礦工、節點、交易平台和托管機構之間進行大規模、高強度的協同應對。長期未動的「休眠幣」可能引發複雜的治理難題，並給網絡帶來巨大壓力。

開發者前瞻性佈局的動因

量子計算的技術發展路徑充滿不確定性。部分觀點認為其實用化仍需數十年，而另一些則指出，IBM 在 2020 年代末的容錯量子計算機目標、谷歌在量子晶片上的突破、微軟在拓撲量子計算上的研究，以及美國政府設定的 2030-2035 年密碼系統過渡期限，都預示著相關進展正在加速。

關鍵基礎設施的遷移需要漫長的時間周期。比特幣的開發者們強調，必須從 BIP 設計、軟體實現、基礎設施適配到用戶採納等各個環節進行系統性規劃。如果等到量子威脅迫在眉睫再行動，將可能因時間不足而陷入被動。

若社區達成廣泛共識，BIP-360 可能通過分階段的軟分叉方式推進：

· 啟動 P2MR 新型輸出類型。

· 錢包、交易平台和托管機構逐步增加對其的支持。

· 用戶在數年內逐漸地將資產遷移至新地址。

這一過程與當年隔離見證（SegWit）和 Taproot 升級所經歷的從可選到廣泛應用的路徑類似。

圍繞 BIP-360 的廣泛討論

關於實施 BIP-360 的緊迫性及其潛在成本，社區內仍存在持續的討論。核心議題包括：

· 為長期持有者帶來的輕微費用增加是否可以被接受？

· 機構用戶是否應率先進行資產遷移，發揮示範效應？

· 對於那些永遠不會被移動的「沉睡」比特幣，應如何妥善處理？

· 錢包應用應如何向用戶準確傳達「量子安全」概念，既不引發不必要的恐慌，又能提供有效信息？

這些討論仍在持續進行中。BIP-360 的提出極大地推動了相關議題的深入探討，但遠未為所有問題畫上句號。

背景知識：量子計算機可能破解當前密碼學的理論構想，可追溯至 1994 年數學家彼得·肖爾提出肖爾算法之時，這遠早於比特幣的出現。因此，比特幣對未來量子威脅的規劃，本質上是對這一已有三十餘年歷史的理論突破的回應。

用戶當前可採取的應對措施

目前，量子威脅並非迫在眉睫，用戶無需過度擔憂。但採取一些審慎的措施是有益的：

· 堅持地址不重複使用原則。

· 始終使用最新版本的錢包軟體。

· 關注比特幣協議升級的相關動態。

· 留意錢包應用何時開始支援 P2MR 位址類型。

· 持有大量比特幣的用戶，應 quietly 評估自身風險敞口，並考慮制定相應的 contingency 計劃。

BIP-360：邁向抗量子時代的第一步

BIP-360 標誌著比特幣在協議層面減少量子風險敞口方面邁出了第一個具體步驟。它重新定義了新輸出的創建方式，最大限度地減少了公鑰的意外洩露，並為未來的長期遷移規劃奠定了基礎。

它不會自動升級現有的比特幣，保留了當前的簽名體系，並凸顯了一個事實：實現真正的抗量子安全，需要一個謹慎協調、覆蓋全生態的持續努力。這有賴於長期的工程實踐和分階段的社區採納，而非單個 BIP 提案所能一躍而就。

原文連結