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以太坊目標於2029年前完成後量子升級

2026-09-09 11:36

期貨ETH

以太坊協議團隊正朝著 2029 年 12 月的期限努力,目標是讓網路的執行層、共識層和資料層抵禦量子攻擊;其規劃假設是,「Q 日」——也就是量子電腦能破解廣泛使用的密碼學技術之時——可能在 2030 年到來。

按照這項時程,完整的後量子能力將納入名為 L* 的升級中;這是 Glamsterdam 之後的第五次硬分叉,而 Glamsterdam 的目標是在 2026 年 12 月部署至主網。以太坊基金會的協議團隊計畫在 2027 年 1 月重新評估量子運算的進展,但目前已將 2029 年的終點視為實際的工程期限,而非遙遠的研究目標。

這項時程意味著以太坊將嘗試同時進行數項大型協議變更。在 Glamsterdam 與 L* 之間,網路需要推出 Hegotá、I*、J*、K* 和 L*,平均間隔約為 7.2 個月。團隊尚未為 Glamsterdam 之後的升級設定固定主網日期,部分後續量子相關工作的順序仍在審查中。

邁向抗量子以太坊的壓縮路線

Hegotá 將作為該計畫的第一個交付檢查點,但其本身並不是以後量子為設計目標的硬分叉。客戶端團隊預計在 2026 年底開始初步實作工作;與此同時,後續升級的研究、技術規格、原型和安全測試也將同步進行。

這份路線圖將量子轉型劃分為多個階段,而不是試圖在一次發布中替換所有易受攻擊的密碼學元件。預計 I* 將引入後量子公鑰註冊表,讓帳戶能夠註冊並使用抗量子金鑰。這也將是「解耦共識」被視為主要方向的階段之一,同時還會展開對以太坊狀態結構和遷移流程重大變更的早期工作。

J* 計畫引入最低可行的後量子 Layer 1,即 MV-PQ。這套方案將結合用於共識的後量子「心跳」機制、用於以太坊資料可用性層的後量子 leanDA 取樣,以及用於執行層的後量子 leanSPHINCS 交易。

K* 目前被指定用於強制執行證明。在此設計下,驗證者將轉而檢查簡潔的區塊執行密碼學證明,而不是自行完整重新執行每個區塊。這種做法可能改變驗證者的計算角色,同時讓 Ethereum 為更以證明為核心的執行環境做好準備。

L* 將加入後量子時代的證明訊息,完成對 Ethereum 共識層的規劃性防護。順序尚未確定:協議研究人員正考慮將抗量子證明移入 K*,並把強制執行證明推遲至 L*。無論採用哪種順序,L* 都仍會是實現執行、共識與資料系統全面涵蓋的目標階段。

Hegotá 將初始範圍縮小至兩項強制提案

協議團隊已將 Hegotá 的 62 項候選提案分為優先級群組。其中兩項屬於強制性的 S 級,15 項被歸類為高優先級的 A 級工作,八項屬於有條件的 B 級,七項低於 C 級的納入門檻,28 項標記為「不要在分叉中納入」,另有兩項尚未決定。

Hegotá 的兩項強制內容是 EIP-7805「分叉選擇強制納入清單」,即 FOCIL,以及 EIP-8141「框架交易」。

FOCIL 將在 Ethereum 現有的區塊建構流程中加入由驗證者強制執行的交易納入規則。在每個時隙中,一個委員會會發布其成員可見的交易清單。下一個時隙的區塊建構者會彙整這些清單並納入符合條件的交易,而進行證明的驗證者則會檢查提議的區塊是否遵守他們及時收到的清單。

若區塊在沒有獲准理由的情況下省略符合條件的已列出交易,根據 Ethereum 的執行規則,它仍可能有效,但無法獲得足夠的證明支持而成為規範鏈的一部分。這項設計讓驗證者能更直接地抵抗交易審查,同時不會取代目前的區塊生產流程。

EIP-8369 說明哪些交易可符合 FOCIL 式納入的資格。它區分傳統交易與 Frames 交易;後者的可程式化驗證可能需要限制其讀取的狀態與消耗的計算量。

EIP-8141 提議的 Frames,將使交易驗證、執行與 gas 支付在協議層級具備更高的可程式化程度。該提案為原生帳戶抽象化奠定基礎,讓帳戶能使用自訂驗證邏輯,而不必完全依賴與外部擁有帳戶相關的簽章模型。

這種彈性也是以太坊遷移策略的一部分。可程式化驗證能讓帳戶在密碼學條件改變時採用新的簽章方案,降低以太坊每次需要支援不同驗證方法時都必須進行獨立硬分叉的需求。

帳戶遷移與抗審查性匯聚

Frames 依賴兩項 A 級提案:EIP-8250「Keyed Nonces」與 EIP-8272。「Keyed Nonces」可讓發送者使用多個相互獨立的 nonce 通道,降低一筆延遲交易阻塞同一帳戶其他無關活動的風險。EIP-8272 則允許交易參照驗證者能夠驗證的近期鏈上狀態。

協議團隊將這項狀態參照能力與把納入保證擴展至某些注重隱私的交易設計之努力相連結。實際上,以太坊正試圖將更強的反審查規則,與能容納更複雜交易驗證的帳戶功能結合。

其他幾項 A 級提案則著眼於逐步脫離那些在量子計算能力足夠強大時可能變得不安全的密碼學假設。EIP-8365 將啟動逐步淘汰特定 BLS 提款憑證的程序。這項工作可能會在以太坊完成其完整的後量子共識架構之前開始。

EIP-7906、EIP-8298 與 EIP-8151 圍繞 Frames 構成另一組帳戶安全提案。EIP-7906 將引入「Transaction Assertions」,讓交易能要求在最終確認前滿足指定條件。EIP-8298 將允許帳戶重複使用現有合約程式碼,為委派帳戶提供一條轉變為擁有完整自身程式碼之智能合約帳戶的途徑。EIP-8151 將阻止已包含帳戶程式碼的地址繼續使用傳統的 ecRecover 驗證方式。

證明系統與資源定價仍是權衡的一環

路線圖也將 EIP-8025(選用的執行證明)納入 Hegotá 討論。該提案與未來的 zkEVM 工作相關,旨在將必要變更納入共用的執行規格,避免長期維護針對不同零知識虛擬機專案的獨立協議分支。

EIP-8279 和 EIP-8131 將為區塊存取清單位元組及統一交易內容層設定最低價格。其目的在於限制因交易內容定價過低而產生的最壞情況區塊處理成本。EIP-3298 移除 Ethereum 的 Gas 退款機制,以及 EIP-5920(用於轉移 ETH 且不執行接收方程式碼的 PAY 操作碼)也屬於 A 級。

一些重要構想的優先級較低。EIP-8198(Quick Slots)旨在縮短插槽時間,但仍取決於完整規格、原型、下游影響分析,以及不會干擾共識解耦的證據。關於 EIP-8368 和 EIP-8372(涵蓋 Gas 限制與狀態資源定價)的決策,預計將取決於 Glamsterdam 之後收集的主網資料。

Ethereum 提議的時程,將 FOCIL 和 Frames 等近期交付項目,與一項為期四年的安全性遷移並列;該遷移將深入影響網路驗證者的職責、交易模型及密碼學基礎。2027 年 1 月的重新評估將檢驗人們假設的量子技術進展速度,以及 Ethereum 自身大約每年兩次交付升級的能力,是否仍足以支持在 2029 年 12 月完成。


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