量子計算機對于比特幣等數字貨幣來(lái)說(shuō)具有極大的安全威脅?，F在，俄羅斯的一群科學(xué)家正在探索如何運用量子力學(xué)維護區塊鏈的安全。

人們對數字貨幣的興趣已經(jīng)達到了最高點(diǎn)，銀行、公司和政府爭相加強對技術(shù)的理解并探索如何使用該技術(shù)。在這種情況下，數字貨幣市場(chǎng)開(kāi)始呈指數增長(cháng)，其市值于上個(gè)月達到了驚人的900億美元。接下來(lái)，數字貨幣似乎會(huì )在全球金融系統中發(fā)揮更為關(guān)鍵的作用。

但目前仍有一個(gè)問(wèn)題。數字貨幣所面臨的一個(gè)巨大挑戰是要確保所有人都能按照誠信原則使用這些貨幣。區塊鏈似乎能提供一個(gè)很好的解決方案，通過(guò)使用加密技術(shù)來(lái)確保誠信。人們普遍認為，除了暴力攻擊，區塊鏈是無(wú)法破壞的。

而這就是問(wèn)題所在，雖然普通的電腦不容易發(fā)起暴力攻擊，但量子計算機卻非如此。這些設備強大的數字運算能力意味著(zhù)它們一旦出現，數字貨幣將更容易受到攻擊。

因此，保護區塊鏈技術(shù)免遭量子攻擊的方法具有重大作用。

在莫斯科的俄羅斯量子中心（Russian Quantum Center），Evgeny Kiktenko的團隊中有一些人設計、構建并測試了由量子力學(xué)確保安全性的量子區塊鏈系統。他們使用可以購買(mǎi)的標準量子加密系統來(lái)構建它。

首先來(lái)介紹一些背景。區塊鏈以一種防止欺騙使用（例如篡改或雙重支出）的方式記錄交易。它們允許任何計算機通過(guò)將交易添加到區塊中來(lái)追蹤該列表，然后將其加密形成被稱(chēng)為哈希的數字。

加密過(guò)程很重要。這是一種易于計算但難以逆轉的算法（類(lèi)似因式分解） 。它所產(chǎn)生的哈希值是區塊的獨特屬性，任何對記錄的篡改將立即被發(fā)現，因為這將改變哈希。

新的交易接下來(lái)會(huì )被聚集到一個(gè)新區塊中并添加到現有的哈希值中，然后將其加密為新區塊創(chuàng )建新的哈希。被加密之后再被添加到下一個(gè)交易列表中，如此反復。最后會(huì )形成一條區塊的鏈，每個(gè)區塊都包含之前所有區塊的哈希值，“區塊鏈”這個(gè)術(shù)語(yǔ)就這么出現了。

所有存儲這些區塊的電腦會(huì )比較它們的哈希值，以確保它們達成一致。任何不同意的計算機將放棄這些記錄。

這種方法雖好，但并非十全十美。操控該系統的方法之一是欺詐用戶(hù)對交易列表進(jìn)行有利于自己的更改，但不能改變哈希。這可以通過(guò)更改記錄、對結果加密然后查看哈希值是否相同來(lái)完成。如果哈希值變了，那就不停嘗試，直到找到匹配的哈希值為止。

區塊鏈的安全性基于這樣一種信念，即普通電腦要發(fā)起這種暴力攻擊是不可能的。相比之下，量子計算機則快得多，因此構成了更大的威脅。

Kiktenko及其團隊開(kāi)發(fā)了一種阻止這種量子攻擊的解決方案。他們的區塊鏈技術(shù)有些不同。兩個(gè)人之間的交易包含了發(fā)起者的信息、接收器、發(fā)起時(shí)間、轉帳金額以及證明發(fā)起者有足夠的資金保證運行的參考交易。

然后，這個(gè)交易將被發(fā)送到貨幣網(wǎng)絡(luò )中的所有計算機上，在這些交易聚集到區塊中時(shí)，這些計算機會(huì )在預設時(shí)間內（比如十分鐘）一直存儲交易。

下一階段會(huì )使用一種算法使各方確定交易的名單是真實(shí)的。這種方法基于大家最初與所有計算機共享信息時(shí)的證明。然后，他們會(huì )交換從網(wǎng)絡(luò )其他參與者處獲得的信息，使所有人都能看到誰(shuí)說(shuō)了什么。各方隨后在下一輪繼續分享信息，直到他們確認所有計算機都擁有相同的信息。

但是，打個(gè)比方，在這樣的系統中，Alice如何能夠肯定她是從Bob那里接收的信息呢？如果沒(méi)有這種把握，很容易讓惡意用戶(hù)通過(guò)偽裝成許多不同的用戶(hù)來(lái)控制系統。

這就是量子力學(xué)發(fā)揮作用的地方。Alice和Bob可以使用稱(chēng)為“量子密鑰分配”的技術(shù)驗證對方的身份。這種方法會(huì )使用量子粒子（如光子）發(fā)送信息，竊聽(tīng)者要拷貝它們就必須對其進(jìn)行破壞。通過(guò)這種方式，Alice和Bob就可以確定對方的身份了。

所以Kiktenko及其團隊所開(kāi)發(fā)的系統的基礎就是一個(gè)量子識別系統，任何一方都可以使用這種物理定律所確保的方式驗證其他方的身份。這種量子簽名會(huì )添加到每一筆交易上，使其無(wú)法被篡改。

Kiktenko及團隊表示，他們使用了從瑞士公司ID Quantique購買(mǎi)的量子加密系統來(lái)開(kāi)發(fā)這樣一個(gè)系統。他們說(shuō)：

“我們已經(jīng)在由量子秘鑰分配鏈接連接節點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )上使用信息理論安全驗證開(kāi)發(fā)了一個(gè)區塊鏈協(xié)議?！?/p>

他們已經(jīng)在擁有四個(gè)用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò )上對其進(jìn)行了測試，其中一個(gè)用戶(hù)試圖通過(guò)雙重支付控制系統。Kiktenko及團隊表示， “該協(xié)議在第二輪交流后清除了雙重支付交易，僅允許含有合法交易的區塊形成?！?/p>

這是一個(gè)有趣的原理驗證實(shí)驗，顯示了量子技術(shù)如何保護區塊鏈技術(shù)。

但它并不是完美的，特別是它假定只有不到三分之一的參與方是不誠實(shí)的。如果超過(guò)三分之一的用戶(hù)要操控系統，這么這種方法的作用就不大了。

在使這種系統得到更多應用上也有顯著(zhù)的技術(shù)障礙，尤其是要建立一個(gè)量子互聯(lián)網(wǎng)使這些交易能夠跨地域進(jìn)行。這個(gè)挑戰需要解決，全世界的研究人員都在進(jìn)行研究。

量子計算機的威脅是肯定的，且不只對區塊鏈技術(shù)有威脅。當第一臺足夠強大的量子計算機出現時(shí)，目前使用常規加密技術(shù)存儲的信息會(huì )立刻變的不安全。

隨著(zhù)使用數字貨幣的熱潮來(lái)襲，保護這種技術(shù)免受量子威脅的危害顯然具有重要意義。

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