量子颠覆：后量子攻击者如何重塑区块链安全与性能的SOK综述

随着量子计算迈向实际部署，它威胁着广泛的经典密码学机制，包括数字签名、密钥交换协议、公钥加密以及支撑现代网络基础设施的某些基于哈希的构造。这些原语构成了大多数区块链平台的安全骨干，引发了人们对区块链系统在后量子世界中长期生存能力的严重担忧。尽管迁移到后量子密码学看似简单，但后量子原语显著更大的密钥尺寸和更高的计算成本可能引入重大挑战，在某些情况下，使得这种迁移在区块链环境中变得不切实际。在本文中，我们从四个关键维度考察在区块链系统中采用后量子密码学的影响。我们首先识别区块链架构中最容易受到量子攻击的密码学原语，特别是那些用于共识机制、身份管理和交易验证的原语。然后，我们调研现有区块链设计中提出的后量子适配方案，分析它们在去中心化和资源受限环境中的可行性。在此分析基础上，我们评估用后量子替代方案替换经典原语如何影响系统性能、协议动态以及维持区块链生态系统的激励和信任结构。我们的研究表明，将后量子签名方案集成到区块链系统中并非简单的直接替换；相反，它需要审慎的架构重新设计，因为简单的替换可能会同时损害安全保证和运营效率。