比特币后量子防御前沿：SHRINCS方案的双面性

作为量子计算怀疑论者，Blockstream CEO Adam Back虽不认为量子威胁迫在眉睫，却推动公司成为后量子安全研究的先锋。其团队已成功在Liquid侧链部署实验性后量子签名方案SHRINCS，并提交了针对比特币的正式改进提案（BIP）。该方案被称作首个专为比特币设计的后量子签名具体实现，虽非最优解，但在当前选项中具备良好平衡性。

应对量子威胁：从理论到生产落地

科学家普遍共识是，一旦具备足够算力的量子计算机出现，将可逆推比特币公钥生成私钥，导致资产被盗。为此，业界正加速开发抗量子攻击的升级路径。目前，美国国家标准与技术研究院（NIST）认证的多数后量子签名方案体积庞大，较现有ECDSA和Schnorr签名大38至123倍，若直接应用将使比特币网络吞吐量骤降至每秒不足1笔交易。

压缩签名尺寸以维持网络效率

为避免区块膨胀影响性能，研究人员聚焦于优化签名大小。以太坊团队尝试通过零知识证明聚合签名来减少区块占用空间。比特币亦在评估此路径，但因涉及重大共识变更，推进难度极高。相比之下，Blockstream提出更务实策略：将NIST批准的基于哈希的签名方案缩小约13.23倍，从而在不牺牲核心特性的前提下提升可行性。

面向比特币的轻量级后量子签名设计

2025年12月，Blockstream研究员Jonas Nick与Mikhail Kudinov发布SHRINCS方案，其操作码提案于次年5月公布。该方案基于哈希，最小签名仅548字节（含48字节公钥），最大可达4619字节。专家Marin Ivezic指出，它是目前最契合比特币原生特性的后量子签名设计，支持BIP-39种子恢复，且安全性依赖于与挖矿一致的SHA-256假设。尽管尚未经过长期密码分析或审计，但已在Liquid主网完成真实交易测试，包括嵌入比特币白皮书。

性能对比：速度回归关键指标

虽然签名大小约为现有方案的9倍，但由于隔离见证机制的存在，其实际空间占用仅为传统数据的四分之一。据估算，若全网采用Taproot Schnorr签名，网络可处理6.5笔/秒；而使用NIST标准的格基签名ML-DSA时，速率将跌至0.5 TPS；SPHINCS+则更低至0.36 TPS。采用SHRINCS后，系统可维持约3 TPS，接近当前水平。该方案已于今年3月在生产环境中验证，涵盖历史文件如比特币白皮书，初步表现令人鼓舞。

潜在风险：有状态设计带来的治理难题

尽管前景广阔，但SHRINCS仍面临显著缺陷。其安全证明尚未完成，且引入了有状态签名机制——每个签名需使用一次性密钥并记录使用状态。这虽大幅压缩体积，但也带来隐患：一旦设备丢失，需通过一个高达5777字节的“无状态回退”交易恢复资金。BOLTS Technologies创始人Yoon Auh指出，该设计增加了额外假设与规则，包括密钥初始化次数、切换条件及回退路径，虽利于效率，却也埋下长期维护与用户失败的风险。

持续演进：从SHRINCS到集成式无状态路径

Blockstream在2026年持续推进优化。近期证实，该方案可在普通硬件钱包上稳定运行。然而，不同实现间存在兼容性问题，特别是超树剪枝生成的密钥无法跨版本导入，可能导致资产损失。为此，实验室推出配套方案SHRIMPS，用于多设备备份协同签名。该方案现已整合进主协议，作为同一48字节公钥下的内置无状态路径，体积相较原始版本缩减约26%。同时，团队也在探索基于格的签名可行性，并测试零知识证明聚合签名的可能性。若结合使用，预计可将网络速度提升至6.7 TPS。然而，为防止复杂度叠加阻碍采纳，相关决策被明确分离处理。