莫斯科测试量子区块链技术

暴走点评：随着数字货币和区块链技术越来越普及，人们也越来越关注其安全性。 虽然这项技术通常被认为是安全的，但强大的量子计算机构成了明显的安全威胁。 莫斯科的一组研究人员和开发人员针对这种情况开发并测试了一个量子区块链系统，使用机电技术来保护它。 但该方案并不完美，研究人员仍需进一步完善。

翻译：伊娜

量子计算机对比特币等数字货币构成了巨大的安全威胁。 现在，俄罗斯的一组科学家正在探索如何使用量子力学来保护区块链。

对数字货币的兴趣已经达到顶峰，银行、公司和政府都在争先恐后地提高对这项技术的理解，并探索如何使用它。 在此背景下，数字货币市场开始呈指数级增长，上个月市值达到了惊人的 900 亿美元。 接下来，数字货币似乎在全球金融体系中扮演着更重要的角色。

但是还有一个问题。 数字货币的一大挑战是确保所有人都能善意地使用它们。 区块链似乎为通过使用密码学确保完整性提供了一个很好的解决方案。 人们普遍认为，除非通过蛮力攻击，否则区块链是坚不可摧的。

这就是问题所在，虽然普通计算机不容易受到暴力攻击，但量子计算机却不会。 这些设备强大的数字运算能力意味着数字货币一旦出现将更容易受到攻击。

因此，保护​​区块链技术免受量子攻击的方法具有重要作用。

在莫斯科的俄罗斯量子中心，Evgeny Kiktenko 团队的一些人设计、构建和测试了一个由量子力学保护的量子区块链系统。 他们使用您可以购买的标准量子加密系统构建它。

首先，一些背景。 区块链以防止欺诈性使用（例如篡改或双重支出）的方式记录交易。 它们允许任何计算机通过将事务添加到一个块来跟踪该列表，然后将其加密以形成一个称为哈希的数字。

加密过程很重要。 这是一种易于计算但难以逆向的算法（类似于因式分解）。 它产生的散列是块的独特属性，任何对记录的篡改都将立即被检测到量子计算比特币，因为这会改变散列。

然后将新交易收集到一个新块中并添加到现有散列中，然后将其加密以为新块创建新散列。 加密后加入下一个交易列表，依此类推。 最终结果是一连串的区块，每个区块都包含所有先前区块的哈希值，因此创造了术语“区块链”。

所有存储这些块的计算机都会比较它们的哈希值以确保它们一致。 任何不同意的计算机都会丢弃这些记录。

这种方法很好，但并不完美。 操纵系统的方法之一是诱骗用户对交易列表进行有利于他们的更改，但不更改哈希。 这可以通过更改记录、加密结果并查看哈希值是否相同来完成。 如果哈希值发生变化，请继续尝试直到找到匹配的哈希值。

区块链安全基于这样一种信念，即普通计算机不可能进行这种暴力攻击。 相比之下，量子计算机速度更快，因此构成更大的威胁。

Kiktenko 和他的团队开发了一种解决方案来阻止这种量子攻击。 他们的区块链技术有点不同。 两个人之间的交易包含有关发起者、接收者、发起时间、转账金额的信息，以及证明发起者有足够资金运行的参考交易。

然后，该交易被发送到货币网络中的所有计算机，当交易被聚合成块时，这些计算机将交易存储预设的时间（比如十分钟）。

下一阶段使用一种算法让每一方确保交易清单是真实的。 这种方法基于证明每个人首先与所有计算机共享信息。 然后他们交换来自网络中其他参与者的信息，让每个人都能看到谁说了什么。 然后各方在下一轮继续共享信息，直到他们确定所有计算机都具有相同的信息。

但是，例如，在这样的系统中，爱丽丝如何确定她正在接收来自鲍勃的信息？ 没有这种确定性，恶意用户很容易通过伪装成许多不同的用户来控制系统。

这就是量子力学发挥作用的地方。 Alice 和 Bob 可以使用一种称为“量子密钥分发”的技术来验证彼此的身份。 这种方法使用量子粒子（例如光子）发送消息，窃听者必须破坏这些粒子才能复制它们。 这样，爱丽丝和鲍勃就可以确定对方的身份。

因此，Kiktenko 和他的团队开发的系统的基础是一个量子识别系统量子计算比特币，其中任何一方都可以以物理定律确保的方式验证另一方的身份。 这个量子签名被添加到每笔交易中，使其无法篡改。

Kiktenko 和他的团队表示，他们使用从瑞士公司 ID Quantique 购买的量子加密系统开发了这样一个系统。 他们说：

“我们开发了一种区块链协议，在由量子密钥分发链路连接的节点网络上使用信息论安全验证。”

他们在一个有四个用户的网络上对其进行了测试，其中一个用户试图双花以控制系统。 “该协议在第二轮交易后消除了双花交易，只允许形成包含合法交易的区块，”Kiktenko 和团队说。

这是一个有趣的原理验证实验，展示了量子技术如何保护区块链技术。

但这并不完美，特别是因为它假设不到三分之一的相关方是不诚实的。 如果超过三分之一的用户想要控制系统，那么这个方法就不是很有用了。

使这样一个系统更有用也存在重大的技术障碍，尤其是建立一个允许这些交易跨地域发生的量子互联网。 这一挑战亟待解决，全世界的研究人员都在为此努力。

量子计算机的威胁是肯定的，而且不仅仅是对区块链技术的威胁​​。 当第一台足够强大的量子计算机问世时，目前使用传统加密技术存储的信息将立即变得不安全。

随着数字货币使用的热潮袭来，保护这项技术免受量子威胁显然很重要。