兩種新興技術正在發(fā)生碰撞。

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據一組科學家稱，雖然將區(qū)塊鏈技術的快速崛起比作下一代互聯(lián)網的支柱，但它并非堅不可摧，反而很容易受到使用另一種新興技術（即量子計算機）的黑客攻擊。他們認為，降低這種威脅的唯一方法是使用量子技術來更好地保護區(qū)塊鏈的“脆弱區(qū)域”。

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來自劍橋量子（CQ）、美洲開發(fā)銀行、IDB 實驗室和LACChain 的研究人員，曾在一篇論文中設計并表述了一種使用量子防御量子攻擊的方法。研究人員發(fā)布了一種可以保護兩個區(qū)塊鏈節(jié)點之間信息交換的解決方案，并提到他們開發(fā)了一種使用后量子密鑰來保護交易簽名的方法。

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根據CQ的量子網絡安全負責人、該研究的合著者之一鄧肯·瓊斯的說法，這項研究面臨著一個迫在眉睫的威脅，即保護區(qū)塊鏈的算法——例如RSA或ECDSA，以及許多其他重要的在線網絡和數據庫，恰好是量子計算機黑客擅長攻擊的算法。

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“量子計算機不是解決所有問題的靈丹妙藥?！杯偹拐f，“但他們確實非常好地解決了某些事情。不幸的是，在加密世界，這種拆分大量組成部分來解決因式分解問題的能力，雖然有朝一日將成為可能，但現(xiàn)在還不成熟，所以我們需要了解解決各類數學問題的算法，而量子計算機在這方面頗具優(yōu)勢?！?/p>

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在量子區(qū)塊鏈保護模型中，CQ的Iron bridge提供了量子加密密鑰。

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值得注意的是，密鑰必須滿足兩點：難以預測和完全隨機。雖然一些解決方案依靠一系列技術來實現(xiàn)近似隨機性，但這種偽隨機性仍然會產生漏洞，尤其是在量子時代。

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“量子計算機不僅可以解開數學，而且還能解開我們實際使用的密鑰?！杯偹拐f，“一般來說，加密密鑰只是隨機數，您的密鑰安全性歸結為：任何人都可以預測構成您的密鑰的0和1的所有信息，即使他們可以精確預測其中的一小部分。”

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瓊斯說，由于 Iron bridge 產生的數字不僅僅復雜，還完全不可預測，因此與其他方法不同，它可以獨立應對即將到來的量子時代的挑戰(zhàn)。即使攻擊者擁有擅長發(fā)現(xiàn)漏洞和復雜系統(tǒng)建模的量子計算機，他們仍然無法破解這些密鑰。

保護區(qū)塊鏈技術中的脆弱點

保護區(qū)塊鏈技術中的漏洞，是該團隊搭建在區(qū)塊鏈技術上的一種解決方案，是用以解決區(qū)塊鏈技術的兩方面問題。這些問題使他們成為黑客的吸引目標，尤其是對未來量子黑帽的誘惑。所以黑客希望利用的一個弱點是在他們之間進行互聯(lián)網通信的區(qū)塊鏈節(jié)點，另一個弱點則是企業(yè)在提交交易或驗證區(qū)塊時，使用區(qū)塊鏈交易簽名來驗證其身份。

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研究人員使用Iron Bridge平臺證明其量子密鑰可以阻止黑客試圖在系統(tǒng)層利用這些漏洞弱點。這不僅僅是理論上的，通過這些關鍵漏洞，研究人員測試了他們保護實際區(qū)塊鏈的方法。報告中提到，該模型的設計不僅適用于他們用于實驗的區(qū)塊鏈，而且可以保護所有區(qū)塊鏈。

重寫區(qū)塊鏈的過去

就像在賬本中記下交易一樣，區(qū)塊鏈通常以線性方式驗證交易，每個區(qū)塊都依賴于過去的一個或多個區(qū)塊。因此，保護區(qū)塊鏈免受量子攻擊不僅可以幫助保護當前和未來的交易，還可以更好地保護過去的交易歷史。此外，瓊斯還認為存在量子動力攻擊者改寫歷史的風險。

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英國電信量子研究技術專家 Catherine White也表示，區(qū)塊鏈方面的工作要及時推進。

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“俗話說，小洞不補，大洞吃苦。隨著區(qū)塊鏈和其他分布式賬本技術在數字生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮越來越重要的作用，值得采取措施來實施抗量子的解決方案，特別是對于交易中的數字簽名?！睉烟卣f道，“CQ已經表達了該如何實現(xiàn)這一目標。我預計在未來 2-3 年內，隨著算法的最優(yōu)選的選擇路徑更加清晰，社區(qū)對量子威脅的重要性做出反應，在分布式賬本中使用量子安全密碼學將成為事實?！?/p>

展望未來

瓊斯表示，這些技術可用于保護其他類型的區(qū)塊鏈。同時，據瓊斯希望這些方法不僅可用于保護區(qū)塊鏈免受量子黑客的攻擊，還能夠提高全行業(yè)重點關注區(qū)塊鏈安全性的意識。

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“我們現(xiàn)在的重點實際上是在越來越多的地方和不同的案例中，試圖找到那些早期采用者一起來解決這類問題?！杯偹拐f，“正如威廉·吉布森所說，當你不能把它更多地應用到我們正在做的事情上的時候，它只是分布不均，未來距離我們并不遙遠?！?/p>

發(fā)布作者：馬特·斯韋恩

編譯：慕一

編輯：王珩

注：本文編譯自“The Quantum Daily”，文章中的信息或所表述的觀點意見，均不代表量子前哨同意或支持。