Anthropic称Claude连续运行53小时优化量子电路,比特币签名攻击成本估算再受关注

Anthropic公布一项研究,称让Claude Mythos 5连续运行53小时,重新设计了椭圆曲线点加法中的量子电路,把Toffoli门数量降至约十七分之一。该结果只针对单个模块,尚未在量子硬件上运行,不能等同于破解比特币签名的时间缩短。

Anthropic称Claude连续运行53小时优化量子电路,比特币签名攻击成本估算再受关注

Anthropic上周五公布一项研究,称让Claude Mythos 5连续运行53小时,重新设计了椭圆曲线点加法中的量子电路。点加法是量子攻击比特币签名时占用大量量子比特和运行成本的环节。研究给出的核心数字是:新设计比此前最省量子比特的方案多用约12%的量子比特,Toffoli门数量降到约十七分之一。

这项研究针对的是secp256k1曲线,也就是比特币签名所使用的曲线。Anthropic同时说明,优化只覆盖一个电路模块,没有在任何量子硬件上运行,验证依赖自动评估程序对候选电路的模拟检查。因此,把这一结果理解为“破解比特币的时间缩短了十七倍”并不准确。

Claude改写了点加法中的哪一步

点加法中最昂贵的部分是模反转。传统计算机使用divsteps算法,速度很快;搬到量子电路后,量子计算要求每一步可逆,必须记录分支选择以便倒推清理,这会占用大量量子比特。Claude的思路是不保存这些记录,而是利用每一步计算后剩下的那对数字本身携带的痕迹,反推出此前走了哪个分支。

研究称,Claude先尝试几条简单规则,在256位数字上全部失效,随后改为从数学上推导,证明了一组代数恒等式,并用Lean对divsteps的核心性质做了形式化证明。同样的“写代码、自动打分、循环迭代”方法还被用于另外7项任务,最大的一项把量子比特与门数量的乘积压低了39倍。

Anthropic给出的对照是:量子化学领域一项估算从50万亿个Toffoli门降到3.4亿个,多个研究团队接力干了8年;这次是一次53小时的连续运行。不过,Lean证明只覆盖divsteps的部分性质,不覆盖整条电路和门数估算,电路规格也允许极少数输入失败。

十七分之一不能直接换算成攻击成本

这里需要区分两个数字:某个电路模块的成本,与完整攻击的成本。前者下降,不等于后者按同样比例下降。从输入比特币公钥到恢复私钥,中间还有其他计算步骤、纠错开销、硬件架构和运行时间,只有把新电路放回完整攻击方案重新核算,才知道最终省了多少。

十七分之一也有明确的比较对象。它对比的是Luo等人的方案:约6950万个Toffoli门、838个逻辑量子比特;Claude的方案约为400万个门、935个逻辑量子比特。换一个对手,结论就会变化。Schrottenloher今年的方案只要约190万个门,但需要1446个逻辑量子比特,Claude的电路门数是它的2.1倍,量子比特少约35%。门多还是量子比特多更要紧,取决于具体硬件的约束。

硬件方面,Anthropic在原文中写道,目前量子计算机只有几百到几千个量子比特,已演示的逻辑量子比特在几十个到近百个之间。据Project Eleven今年4月的Q-Day奖项记录,公开演示里在真实量子硬件上破解的最大椭圆曲线密钥只有15位。

比特币与银行的迁移节奏并不相同

比特币没有中心化主体可以下令升级。BIP-360在2月11日并入官方提案库,至今仍是草案,只提供一种新的地址类型,由用户自愿迁移。更激进的BIP-361由开发者Jameson Lopp等人提出,设想最终停止承认旧签名,这牵涉到长期不动的旧币是否被冻结。BIP-360联合作者Ethan Heilman估计,即使现在启动,比特币完整迁移到后量子也要约7年。

据Glassnode今年5月的统计,公钥已经公开的比特币约604万枚,占已发行量的30.2%。以太坊则在今年1月成立了专门的后量子安全团队,Vitalik Buterin在2月公布了路线图。银行侧,NIST的过渡时间表仍是草案:RSA-2048这类112位强度的算法2030年后弃用,所有易受量子攻击的公钥算法2035年后禁用;SWIFT计划在2027年推出支持后量子密码的SwiftNet 8.0。

两边的改造路径不同。银行需要盘点、替换、兼容测试和历史系统迁移,工程量大,但预算和排期可由管理层统一决定;比特币的升级分散在钱包、交易所、节点运营者和持币者身上,没人能保证同步。对市场而言,这项研究更直接的意义是提示后量子迁移的紧迫性,而非给出可交易的价格信号。研究仍受限于任务定义、评估方法和验证范围,后续值得观察的是新电路被放回完整攻击方案后的资源核算,以及比特币后量子提案的推进情况。

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