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中国移动研究院:2020年量子时代的区块链技术白皮书(16页).pdf

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    量子时代 区块链技术 白皮书
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    1、以比特币为代表的非许可区块链没有接入控制,任何人都可以加入链中进行 区块链上的操作。大多数非许可区块链使用基于工作量证明的共识机制确定记账 节点,将交易数据上链。量子计算技术对非许可区块链各种功能的影响如下: 1) 接入控制:量子计算技术对非许可区块链的接入控制没有影响,因为非 许可区块链没有采用密码学技术对链的接入进行控制。 2) 共识机制:工作量证明是对哈希函数的输入进行求解,要求其哈希值需 满足特定特征,为此每个节点需要不断改变哈希函数输入值进行运算, 首先得到答案的节点获得记账权。目前普遍认为常用的哈希函数(如 SHA-256、SM3)10能够抗量子计算攻击,因为目前所知的 Grove。

    2、r 量子 算法及其变体还没有传统的算法对哈希函数求碰撞解的速度快。因此, 量子计算技术对共识机制基本上没有影响。 3) 链上数据:区块上的交易数据的完整性由哈希值保证。每个区块通过使 用哈希函数对上一个区块的区块头进行运算所得哈希值与上一个区块 进行链接,从而形成链式数据结构。攻击者要篡改区块链上的交易数据, 需要能够破解使用的哈希函数,而目前常用的哈希函数(如 SHA-256、 SM3)是能够抗量子计算攻击的。目前的研究表明,量子计算技术对链 上交易数据的完整性基本没有威胁。如果链上数据使用对称算法进行加 密,其安全强度相当于经典计算中密钥长度减半的效果。 4) 账户管理:非许可区块链一般采用用户客户端(以下简称客户端)的方 式管理用户账户。客户端里可以包含多个公私钥对用于转账交易,即客 户端与公私钥对不是一对一的关系。客户端的访问控制一般采用口令短 语的方式。只要口令短语的有效信息长度为 256 位,量子计算技术也不 能在有效时间内破解用户私钥。与传统的软件和硬件随机数发生器相比, 采用量子随机数发生器可以提升密钥的随机性,增加密钥安全强度。 5) 交易:非许可区块链上交易时,发送方使用自己的私钥对交易信息进行 签名,并把交易信息、签名以及与私钥对应的公钥在区块链上公布。接 受方使用收到的公钥对签名进行验证以确定交易信息的真实性。。

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