利用量子計算解決區塊鏈的安全威脅

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區塊鏈技術以其不可改變的特性和難以破解的特點,在許多情況下得到了廣泛的應用,因此它具備安全性。諸如身份、醫療和政府資料等敏感資訊持續進入區塊鏈,這些區塊鏈提供了優於傳統系統的優越特性。就其目前的形式而言,區塊鏈技術使用了強大的加密技術,即使使用當今最強大的計算機,也幾乎無法解密。然而,利用量子物理學原理進行資料處理的量子計算技術,對分組鏈網路的安全性構成了新的威脅。為了保持領先,科學家和開發人員已經在尋找方法來改進區塊鏈,使其免受潛在風險的影響。量子區塊鏈是一種新的分散式網路形式,作為一種可能的解決方案正在開發中。

量子計算世界正在以指數速度經歷著技術進步。計算機在體積越來越小的同時越來越強大。量子計算進一步推進了這項技術,使我們能夠在數分鐘內完成任務,否則今天的計算機需要數週才能完成這些任務。增強的處理能力對區塊鏈技術構成了威脅。當今最好的計算能力將需要數年時間來解密區塊鏈的加密技術,使它變得不可行。量子計算機將有能力在更小的時間內完成相同的任務,使當前的區塊鏈安全功能不足。量子計算將推動製造業、運輸業、醫學、能源等諸多行業的新一輪創新浪潮。這項技術仍處於發展的早期階段,科學家估計,它可能還需要幾年時間才能得到大規模的應用。然而,越來越多的公司正投資於量子計算系統,以供實際使用。量子計算對區塊鏈的威脅
區塊鏈技術使用稱為金鑰(私鑰和公鑰)的一長串隨機字元來顯示加密貨幣所有權的資訊。公鑰允許使用者接收加密貨幣,而私鑰則允許使用者擁有傳送加密貨幣的控制權。目前使用的大多數金鑰都是基於橢圓曲線數字簽名演算法(ECDSA)的,該演算法基於這樣的假設,即任何計算機,不管它有多強大,都可以在人類的時間內對大量資料進行因式分解。公鑰和私鑰是加密的。為了得到對應的私鑰,要解密一個公鑰需要花費大量的時間。對於量子計算,這樣做會更容易。量子計算的安全風險並不侷限於加密貨幣錢包。根據創新者Mark Pesce的說法,大多數當前的應用程式,包括電子郵件、密碼保護帳戶和網站,使用的是相同的加密技術。他說,這使得我們更容易受到量子計算的影響,並需要重新評估如何在加密貨幣和其他領域提供安全性。將量子計算整合到區塊鏈中Pesce建議量子計算需要升級所有現有的加密技術和安全標準。現有的區塊鏈還需要使用新的抗量子計算的加密方法進行重置。麻省理工學院技術評論報告指出,量子計算機不能破解量子密碼。這就為區塊鏈和其他應用程式開發和整合對量子計算機有抵抗力的安全特性提供了機會。來自惠靈頓維多利亞大學的Rajan和Visser提出了一個更具顛覆性的解決方案,該解決方案涉及到將區塊鏈發展成量子現象的過程。這種技術使用了糾纏的概念。在量子物理學中,兩個糾纏在一起的粒子具有相同的存在狀態,如果其中一個粒子發生改變,就會導致與之糾纏的粒子發生改變。這一原理甚至適用於存在不同時間點的糾纏粒子。Rajan和Visser的想法建議使用時間糾纏的區塊鏈來構建區塊鏈。在這個區塊鏈中,資料將被編碼成量子粒子。當有更多的事務資料可用時,它將與量子操作中使其與第二個粒子糾纏的第一個粒子的資料結合在一起。然後丟棄第一個粒子,並記錄第一個粒子與第二個粒子塊的組合。以建立鏈的相同方式新增來自後續塊的資料。這種技術意味著分類帳被儲存在時間而不是空間中,這使得即使使用量子計算機也不可能破解。此外,篡改以前的塊是不可能的,因為它們被刪除,並且在與後續塊糾纏之後不再存在。

為保護區塊鏈而提出的其他技術包括針對量子抗性分類賬的“先前經過審查的、可能安全的擴充套件Merkle簽名方案(XMSS)”。數字儲備和IOTA網路也制定了保護它們免受量子攻擊的措施。然而,即使量子計算的臨近,這個行業在開發合適的解決方案方面仍有很長的路要走。

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