什么是量子区块链技术,也就是说,如果CDH问题在数学上是困难的,那么密码系统是安全的
量子计算和区块链是目前流行的两种技术,它们通过密码学联系在一起。区块链使用密码学来保证系统安全,而量子计算对传统密码学提出了极大的挑战,进而威胁到区块链系统的安全。
我们可以从两个方面来把握这些问题:
1。哈希函数用于幂计算。哈希函数提供了一个"单向"对于系统:正算容易,反算难。在传统的战俘中寻找一个合格的原始图像(挖掘)需要一定的计算能力,但验证一个解决方案是很容易的。
2。签名和多重签名技术。经典的签名方案包括EC-Schnorr和ECDSA。它们主要是基于椭圆曲线上的CDH问题而设计的。什么是量子区块链技术,也就是说,如果CDH问题在数学上是困难的,那么密码系统是安全的。OKChain采用了更有效的BLS多重签名方案。
3。可验证随机函数(VRF)。OKChain系统在VRF的基础上,使用可验证随机洗牌函数(VRSF)通过协商来确定包生产者的优先级。
量子计算突破了传统计算的限制它在解决一些重要的密码问题上取得了指数级的加速,对现有密码系统的安全性提出了极大的挑战。但是量子计算并不是一切。什么是量子区块链技术?不是所有的问题都有多项式时间算法。
当前常见的量子算法:
1。西蒙算法用于解决搜索周期问题。如果函数是周期的,Simon算法可以在多项式时间内计算出周期。
量子计算机的发展对区块链的密码算法
2。Shor算法是求解整数分解(整数)问题的多项式时间算法。因为DH问题和整数分解问题可以在多项式时间内相互转化因此,无论是DH系统还是ECC上的DH系统,都可以在量子机上多项式时间内求解。
3。Grover算法可以在无序数据库中找到合格解(即穷举搜索),与经典遍历穷举搜索相比可以实现平方加速。。许多现有的签名方案,如RSA和ECDSA,很难假设CDH(Diffie-Hellman)问题。
目前对量子攻击的关注主要来自Shor算法对RSA和DH密码学问题的解决。这威胁到包括BLS在内的大多数签名方案的安全性。
对于哈希函数等对称密码体制,目前还没有有效的量子计算攻击方法。量子密码的研究主要集中在公钥和数字签名方案上。
由于量子计算对传统密码系统的威胁,反量子(后量子)密码系统逐渐被提出并被标准化。
目前所谓的反量子密码一般包括两个方面:
。
(1)加密系统可以简化为一个数学问题;
(2)这个问题是NP难的。2012年,美国国家标准与技术研究院(NIST)开始对后量子密码进行标准化,2016年开始向全球公开征集后量子算法。
截至2017年11月30日,NIST已经接收了82个后量子时代的公钥密码系统。
目前有四种主要类型的算法:
1。基于格难题的密码系统。这类密码算法是根据格上最短向量(SVP)等一些难题设计的,如NTRU密码。
2。基于多元多项式的密码系统。这种算法是基于求解多元方程的困难设计。如彩虹数字签名方案。
3。一种基于哈希函数的数字签名方案。该密码是基于哈希函数的安全设计,如Merkle签名方案。
4。基于编码问题的密码系统。这种密码是基于纠错码设计的。并且已经证明求解随机线性纠错码的问题是NP难的。代表性密码,如密码系统。
鉴于量子计算带来的安全风险,一些团队开展了反量子区块链系统的研究,如ZK-斯塔克系统。。ZK-斯塔克系统采用基于哈希函数的数字签名方案,而不是CDH假设,因此可以抵抗量子攻击。
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