研究人员表示:量子是确保区块链的关键

虽然区块链传统上被认为是安全的,但它很容易受到量子计算机的攻击。现在,一组俄罗斯研究人员利用量子密钥分发(QKD)开发了量子 -era区块链挑战的解决方案。在“量子科学与技术”杂志上撰文,研究人员设立了一个使用QKD实现安全认证的量子安全区块链平台。区块链是一个分布式账本平台,可以在不相互信任的大型分散网络中达成共识。交易是负责任和透明的,对于从智能合同和金融到制造和医疗保健等各种应用都很有用。区块链最突出的应用之一是加密货币,比如比特币。

图片:CC0 Public Domain

博科园-科学科普:主要作者莫斯科俄罗斯量子中心的Evgeniy Kiktenko博士表示:区块链有望应用于各种领域,但目前的平台依赖于数字签名,这些数字签名容易受到量子计算机的攻击,这也适用于用于准备新块的密码散列函数,意味着那些能够访问量子计算的函数在获得比特币等采矿奖励方面具有不公平的优势,这些风险很大——到2025年预计全球GDP的10%将存储在区块链或区块链相关技术。为了克服这些风险,研究人员开发了一个区块链平台,结合了原始状态机复制 - 一种通过复制服务器和协调客户端与服务器副本的交互来实现容错服务的通用方法 - 不使用数字签名,QKD用于提供身份验证然后他们进行了一项实验来测试其在城市QKD网络中的能力。

来自俄罗斯量子中心的共同主要作者Aleksey Fedorov博士表示:使用QKD进行区块链可能看起来违反直觉,因为QKD网络依赖于节点之间的信任,而许多区块链缺乏这种信任。更具体地说,有人可能会争辩说QKD不能用于认证,因为它需要经过认证的经典通道才能进行操作。但是,每个QKD通信会话都会生成大量的共享机密数据,其中部分数据可用于后续会话中的身份验证。因此,在第一次QKD会话之前,各方共享的少量”种子“密钥可确保其为所有未来的通信提供安全认证,这意味着QKD可以用来代替传统的数字签名。

除了使用QKD进行认证外,研究人员还以与现代加密货币不同的方式重新定义了添加新块的协议。他们并没有将新块的开发集中在个人矿工手中,而是采用了信息理论上安全的广播协议,所有节点在平等条件下就新块达成协议。共同主要作者Alexander Lvovsky教授表示:我们区块链协议的一个关键优势是它能够保持交易的透明性和完整性,以抵御量子算法的攻击,因此我们的结果为实现可扩展的量子安全区块链平台开辟了可能性。意识到,这样一个区块链平台可以限制经济和社会风险来自量子计算技术的即时突破。

博科园-科学科普|来自:ResearchSEA

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