AI 正在加速量子威胁。防御仍面临协同问题

当 Google Quantum AI 在七月报告称它已经 教会 量子计算机“从错误中学习”时，显而易见的故事是更好的错误纠正。量子计算机是极其敏感的装置。环境中的微小变化会使其失调并产生错误，这可能迫使研究人员停止计算并重新校准硬件。

Google 的 AI 系统在机器仍在运行时学会进行部分调整。测试中，当研究人员故意使其失调时，系统的稳定性提升了 3.5 倍，并在人工专家已经校准后进一步将错误率降低了 20%。

有用的量子计算可能最终需要连续运行数天甚至数月。因此，保持机器的稳定而不反复停止计算变得至关重要。Google 将其比作在演奏音乐时调音乐器。

持续的稳定性也是未来量子计算机运行 Shor 算法、足以攻击广泛使用的公钥密码学所必需的。

更具意义的发展在于 AI 正在加快量子研究本身的速度。错误纠正、线路设计、校准和密码分析过去是相对独立的时间线。AI 正在一次性压缩这些研究循环。量子研究如今正以软件开发的速度前进。密码迁移则在更慢的时钟上运行，由已部署的硬件、供应商、治理和用户决定。

Large-scale cryptographic attacks remain beyond current hardware, yet researchers keep reducing the amount of quantum computing power that an attacker would need to break today’s vulnerable cryptography.

目标变得越来越小

Peter Shor showed decades ago that a sufficiently capable quantum computer could break RSA and elliptic-curve cryptography, two widely used forms of public-key cryptography that protect digital communications. The mathematics has been known for decades. The uncertainty has always been when the hardware becomes capable enough to run the attack at a useful scale.

今年三月，Google Quantum AI 公布了针对广泛使用的椭圆曲线密码学的新攻击估算。研究人员计算出，在他们测试的硬件假设下，Shor 算法可以在不足 50 万个物理量子比特的情况下运行。此前的领先估算大约需要高出 20 倍的量子比特。并未出现相当于 20 倍的硬件飞跃。更好的线路设计降低了硬件最终需要执行的工作量。

同样的趋势通过 ECDSA.fail 显现出来，这是一个开放项目，研究人员和 AI 代理共同寻找降低同一量子攻击所需计算资源的方法。该网络在数小时内匹配了 Google 的基准，并在数天内超越了它。到六月底，报告的最佳线路在该基准上 效率提升了 47.5%。

线路效率与日历时间的变化并不一致。每一次效率提升仍会降低未来硬件的工作负担，且 AI 能在机构对前一次估算作出响应之前，继续压低这一需求。

人们自然会问破解机器何时出现。对于安全规划而言，我认为更有价值的问题是我们的假设会多快变得过时。

防御运行在不同的时钟上

NIST 在 2024 年完成了首批后量子标准的最终定稿。Cloudflare 表示其网络上已有超过 65% 的人类流量使用后量子加密。Apple 部署了一种名为 iMessage 的 PQ3 后量子密码协议，Signal 也持续在其协议中加入 后量子防护。

Anthropic 于七月的研究 显示了 AI 同样可以强化防御方。Claude 在 HAWK——一种已通过两轮人工审查的后量子签名候选——中发现了显著的弱点。由于 HAWK 仍处于候选阶段，研究人员在部署前就发现了该弱点，NIST 的最终标准未受影响。

一旦研究人员就更好的密码学达成共识，组织仍需找出旧系统仍在使用的地方、协调供应商、更新硬件和软件，并迁移自行管理密钥的客户。这些依赖关系可能需要数年时间。后量子迁移是一个拥有密码学截止期限的基础设施项目，而该期限并不受任何人掌控。

区块链让差距更难隐藏

大多数主流区块链依赖一对密码密钥来确立所有权。公钥可以对网络可见。私钥则是允许所有者转移资产的秘密凭证。比特币使用这对密钥来授权交易。

足够强大的量子计算机运行 Shor 算法时，能够从已泄露的公钥逆向计算出私钥。届时，攻击者即可生成有效交易，仿佛自己是合法所有者般转移资金。

对区块链而言，这笔伪造的交易看起来是合法的。网络一旦接受后，便没有客服可以撤销转账。

网络服务在迁移方面拥有更大的控制权。Signal 等应用只需发布协议更新即可。云服务提供商可以在后台更改密钥交换，大多数用户甚至不会察觉任何变化。

去中心化网络必须协调钱包、交易所、托管方、验证者、开发者、硬件制造商以及代币持有者。部分密钥已遗失，某些地址可能多年未被使用。后量子签名相较于当前区块链使用的数字签名需要显著更多的数据。因此，每笔交易占用的网络和存储资源增多，可能降低区块链的高效处理交易的数量。

迁移还要求将现有余额转移至量子安全地址。硬件钱包必须支持新密码学；交易所需识别新地址；托管方必须更新其系统和政策。沉睡或遗失的资金可能永远无法迁移，这使得网络面临密码学无法解决的治理决策。

我认为业界仍低估了这种协同所需的时间。密码学或许已准备就绪，但围绕它的网络仍可能需要多年才能完成迁移，因为去中心化剥夺了能够直接下达统一标准的权威。

现在开始衡量迁移时间

区块链安全团队应当能够回答一个基本的运营问题:如果迁移截止日期突然提前三年，将需要多长时间才能让用户、钱包、交易所以及关键协议基础设施切换到后量子签名？

对于许多网络而言，答案仍不明朗。关于量子危机（Q-Day）是发生在 2030 年、2035 年还是更晚的争论，并不能消除这种不确定性。

为做好准备，需要识别仍在使用的脆弱密码学。基于真实网络环境对后量子替代方案进行基准测试。在其成为紧急功能之前构建钱包和托管支持。启动治理工作时，让分歧仍能耗时数月而非数小时。

AI 已经在量子领域缩短了研究周期。后量子算法只有在钱包、交易所和协议真正能够使用之后才能保护资产。安全团队应在量子突破将规划转为事故响应之前，构建好迁移路径。