未来零知识证明是否可能被量子计算破解?

创建时间: 8/8/2025更新时间: 8/18/2025
回答 (1)

好的,我们来聊聊这个话题。这个问题问得很好,很多人都在关心。

简单回答:不一定,这完全取决于用的是哪种零知识证明技术。

你可以把这想象成我们现在用的各种“锁”。有些老式的锁,用传统的工具(普通计算机)很难撬开,但如果小偷有了万能钥匙(量子计算机),可能一下就打开了。但我们也在发明一些全新的、结构更复杂的锁,就算小偷有万能钥匙也没用。

零知识证明(ZKP)也是一个道理。有的ZKP技术可能会被破解,但有的技术从设计之初就考虑到了量子计算的威胁。


为什么会有被破解的风险?

我们来打个比方。

假设零知识证明是一个“魔术箱”。你向我证明箱子里有一颗独特的钻石,但又不想打开箱子让我看到。

  • 一些ZKP的“魔术”:依赖于某些数学难题。比如“椭圆曲线”或者“大数分解”。这些难题对于我们现在的计算机来说,就像让你用沙子堆一座精确的城堡,几乎不可能完成。所以我们认为它是安全的。
  • 量子计算机的“外挂”:量子计算机有一种特殊的算法,叫做“Shor算法”。这个算法就像一个超级推土机,专门用来推平“椭圆曲线”和“大数分解”这种沙子城堡。对于普通计算机来说难于登天的事,对于未来的量子计算机来说可能就是小菜一碟。

很多我们现在熟知的ZKP技术,特别是某些类型的 zk-SNARKs(比如以太坊上广泛使用的Groth16),它们的安全性恰恰就建立在这些会被Shor算法攻破的数学难题上。

所以,对于这一类ZKP,答案是:是的,未来有很大可能被量子计算机破解。


好消息是:我们有“防量子”的方案

密码学领域的专家们早就预见到了这个问题,所以他们一直在研究“后量子密码学”(Post-Quantum Cryptography, PQC)。目标就是设计出上面说的那种,连量子计算机的“万能钥匙”也打不开的新型“锁”。

在零知识证明领域,同样有这样的技术,最典型的代表就是 zk-STARKs

  • STARKs的“魔术”:它不依赖于那些会被量子计算机轻易破解的数学难题。它依赖的是更基础、更抗揍的东西,主要是“哈希函数”。
  • 哈希函数是什么? 你可以把它想象成一个超级搅拌机。你把任何东西(数据)扔进去,它都会搅拌成一堆独一无二的“糊糊”(哈希值)。从“糊糊”反推出原来的东西,是公认的宇宙级难题,即使对量子计算机来说也是如此

因为STARKs的安全性是建立在哈希函数这种“硬骨头”上的,所以我们认为它是“量子安全”的(Quantum Resistant)。


简单对比一下

特性可能被量子破解的ZKP (如某些SNARKs)抗量子的ZKP (如STARKs)
安全基础椭圆曲线、大数分解等哈希函数、抗碰撞性
对量子的威胁高风险,Shor算法可以有效攻击低风险,目前没有已知的量子算法能有效攻击
当前应用非常广泛,技术成熟,证明体积小正在崛起,技术更新,证明体积较大但无需可信设置
未来趋势可能会逐渐被替代,或升级为后量子版本被认为是未来的主流方向之一

结论

所以,回到你的问题:“未来零知识证明是否可能被量子计算破解?”

总结一下就是:

  1. 是的,一部分会的。 那些依赖传统公钥密码体系(如椭圆曲线)的ZKP,在强大的量子计算机出现后,会变得不再安全。
  2. 不,另一部分不会。 像STARKs这样基于不同数学原理构建的ZKP,从设计上就对量子攻击免疫。

整个密码学领域其实就是一场持续的“攻防战”。就像病毒和杀毒软件一样,新的攻击方式出现,就会有新的防御技术跟上。目前,整个行业都在积极地向“后量子密码学”迁移,零知识证明领域也不例外。所以你不用太担心,当量子计算机真的强大到构成威胁时,我们大概率已经用上了更安全的“锁”了。

创建时间: 08-09 03:39:02更新时间: 08-10 03:18:25