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量子安全区块链
❶ qtum是什么
qtum是量子链币。
Qtum Blockchain (简称“量子链”或“Qtum”)致力于开发比特币和以太坊之外的第三种区块 链生态系统,通过价值传输协议(“Value Transfer Protocol”)来实现点对点的价值转移,并根 据此协议,构建一个支持多个行业(包括金融、物联网、供应链、社交、游戏等)的去中心化的应 用开发平台(“DApp Platform”)。
拓展资料:由于技术上的创新、治理结构完善、应用范围广,量子链将 成为优于比特币和以太坊的公链:
1、从技术角度分析,量子链具有强大的开发团队,通过引入 Identity、Oracle 和数据馈送(Data feeds)机制,并兼容比特币改进协议(Bitcoin Improvement Proposals) 的 UTXO 交易模型, 实现了首个基于 IPoS(激励权益证明)共识机制的智能合约平台。在合规性方面,也符合不同 行业的监管需求。
2、从治理角度分析,量子链设立量子链基金会,致力于量子链的开发建设、治理透明度倡导和推 进工作,促进开源生态社会的安全、和谐。通过制定良好的基金会治理结构,分别从代码管理、 财务管理和公共关系等多个维度帮助管理开源社区项目的一般轶事和特权事项,从而确保量子 链的可持续性、基金会内部管理有效性及募集资金的安全性。
3、从量子链应用角度分析,量子链通过“去中心应用”和“主控合约”将链下因素引入,形成符 合现实世界商业逻辑的区块链主控合约,支持多个行业、多种渠道,最终实现走向移动端策略 (Go Mobile)。在量子链的生态系统中,我们将会与第三方开发者一起,从技术架构支持提供 移动端的服务,包括:移动端钱包、移动端 DApp 应用、移动端智能合约服务。
4、作为最有前景的区块链生态系统,量子链完美地结合了比特币和以太坊的优点,并解决了现有区块 链系统的固有缺陷。量子链将持续通过基础平台的搭建,以及各产品的开发和商业化落地项目的发 展和迭代,逐步形成区块链经济,提升行业效率,促进社会的高效协同发展。 量子链,定义区块链经济。
❷ 量子计算来了,区块链还安全吗
只能说量子计算来临之前,区块链是安全的,主要是谁也没见过量子计算带来的计算力到底有多大。
事实上在真实世界,即使实现了量子计算,如果整个网络的拓扑结构仍然按照现有的模式(这个基础设施要更新起来可有年头了),量子计算机也只能在几个节点上大幅提升算力,获取记账权而已,所以基本上认为在量子计算普及到每一个人的个人电脑之前,应该是安全的。
❸ 量子计算、人工智能与区块链
量子计算、人工智能与区块链
未来5年到10年,是全球新一轮科技革命和产业变革从蓄势待发到群体迸发的关键时期。随着全球新一轮科技革命的飞速发展,颠覆性技术革新风起云涌,其中最引人瞩目的包括量子计算、人工智能与区块链等。这些颠覆性技术与中国传统文化有无联系?与基础科学(如数学、物理学)有何关系?如何客观认识这些前沿技术?本期特刊发2018年1月获中华人民共和国国际科学技术合作奖的美国籍理论物理学家、中国科学院外籍院士张首晟的报告。
目前,量子计算、人工智能与区块链是整个信息技术行业中最重要的三大基础技术。在将来,要使信息技术真正能够得到跨越发展,必须重视基础科学,既需要物理学,又需要数学,因为物理和数学跟信息技术革命有紧密的联系。
天使粒子”的发现改变了量子计算机的研发困境
在讲量子计算之前,先讲一讲跟“天使粒子”有关的科学发现故事。现代很多有意思的科学发现,都跟哲学观念的改变有所关联,包括中华民族那些根深蒂固的古老哲学观念。比如,好像世界从来都是正负对立的世界,有正数必有负数,有阴必有阳,有善必有恶。这种对立的世界观,在基本粒子的物理世界里也有呈现。
历史上曾有一位非常伟大的理论物理学家狄拉克,他把爱因斯坦的狭义相对论和量子力学统一起来,在统一的过程中他做了一个非常简单的数学运算,开了一个根号。在开根号的时候,始终会出现正负两个解,一般人可能只关心“正解”,不关心“负解”。狄拉克把“负解”解释成所有的粒子必然有反粒子,并预言所有的粒子必然有反粒子。
1928年的时候,物理界并没有发现反粒子,大家都对他提出非常大的质疑,说他的方程肯定不对。他坚持自己的方程是对的。过了5年,他非常幸运,果然在宇宙辐射的射线里面,物理学家找到了电子的反粒子,就是正粒子,命名为狄拉克海。
此后,基本粒子物理了有质子找到了反质子,有中子也找到了反中子,并且得到了应用。比如正电子在医疗领域里面已经有了广泛应用,有一种医疗测试叫PET,利用正电子和负电子可以成像,要测阿尔兹海默症,最好的办法就是做PET。
今天,中国人对科学发展非常关心。科学发展最大的驱动力是什么?我认为是对生活的好奇心。历史上的理论物理学家,如牛顿,在苹果树底下,苹果掉下来激发了他的灵感,万有引力就发现了。爱因斯坦在坐电梯的时候,感觉到电梯的上下和引力的作用非常相似,由此创造了伟大的广义相对论。
另外,科学的发展应该不迷信权威。狄拉克成为非常有名的理论物理学家后,科学家都非常坚信在世界上有粒子,必然有反粒子。但另外一位伟大的理论物理学家马约拉纳,他出于好奇心,问世界上会不会有一些粒子并没有反粒子?他发明了马约拉纳方程,这个方程奇妙地描写了有一种粒子没有反粒子,或者它自己就是自己的反粒子。
后来,整个物理学界都在找梦寐以求的两个粒子,一个粒子叫“上帝粒子”,2012年在欧洲的加速器中找到,预言它的那位物理学家希格斯得了诺贝尔奖,还有一个就是“马约拉纳费米子”。
我是做理论物理工作的,理论物理学家的工作一般是作出预言,让实验物理学家来测试。我的实验小组在2010年的时候就预言了在一个组合型的器件里面可以找到马约拉纳费米子。不过我们还需要找到一个信号能够证明这种粒子的存在。
有一天,我想马约拉纳粒子只有一面,没有反面,所以在某种意义上它是通常粒子的一半。我们理论小组做了大胆的预言:既然马约拉纳粒子跟通常粒子不一样,在某种意义上它只是通常粒子的一半。所以它的电导率会不一样,通常的粒子电导率是0、1、2、3整数倍,它必然会导致半整数倍的电导台阶。我们预言它会有0.5或1/2的台阶。后来我们理论小组就和实验小组做了一个紧密的合作,做了实验观察,的确在0.5的地方,大家可以看到是实验的原始图案,在0.5的地方出现了台阶,证明了马约拉纳费米子的存在。我们取名为“天使粒子”,大家非常喜欢这个名字。
“天使粒子”跟信息技术发展有什么关系?
现在的计算机已经分成两类,经典计算机和量子计算机。有些问题经典计算机就很容易解决,比如把两个大的数乘起来,经典计算机可以算得很快。但一个数看能不能拆成另外两个数的乘积,比如15可以写成3乘以5,这个数比较小的话你自己也可以算出来。但是给你一个很大的数,经典的计算机要算这个数到底是不是两个数的乘积需要花很长的时间,因为它用的算法是穷举法,把所有可能被除的数一个个除过来,最后才能确认这到底是不是两个数的乘积,经典计算机算起来非常慢。
经典计算机只能用穷举法,最后才算出一个答案。但量子世界是非常神奇的世界,是平行的世界。比如一个著名的试验,如果我放出一个粒子,比如光子,它有两个孔,要不是左边,要不是右边。但是量子世界有一种本真的平行在里面,一个基本粒子在某一个瞬间同时穿过了两个孔。要么是左,要么是右的话,图像就不是显示的图像。
量子的世界本身是平行的。如果用量子世界来做计算的话就能够秒算,把所有的可能性一下子算出来,因为量子世界有它本真的平行性,这是量子计算最基本的概念。但是要真正造出这个量子计算机是非常困难的,比如最基本的单位,经典计算机最基本的单位是比特,就是信息要不是0就是1,用0、1就能够表达所有的信息,这是经典计算机的概念。但在量子世界里面,一个粒子同时穿过左孔,又穿过右孔,处在某一种叠加的状态。一个量子比特讲不清是0还是1,它是处在0和1叠加的状态里面。大家听一个比喻,薛定谔猫就处在死和活的叠加状态里面。这是一种非常奇妙的现象。但是由于这种基本的现象,说明一个量子的比特本身是不太稳定的,你去观察一下周围就知道它要不就是在左边,要不就是在右边,要不是0,要不就是1,任何一个噪声就会对量子比特产生很大的干扰。
最近,量子计算机成为全球和美国著名公司特别关注的东西,谷歌、微软、IBM、英特尔都在做投资,但根本上不能解决这个问题,因为一个量子比特是非常不稳定的,如果哪天告诉我们做了50量子比特,但关键的问题是有用的比特是多少,如果只有一个有用的比特,往往在这种量子计算的框架下需要10个、20个甚至40个、50个纠错的比特来为它服务,使得量子计算很难真正实现。
但天使粒子的发现根本改变了量子计算机研发的困境,这是从量变到质变的过程。量子比特本身自带纠错的能力,就是我把通常一个量子比特能够拆分成两个天使粒子的。通常的粒子有两面,天使粒子只有一面,所以天使粒子通常只相当于一个粒子的一半。所以通常一个量子比特就可以用两个天使粒子来储存它。一旦用了两个粒子储存它,它们在遥远的地方,它们相互是有纠缠的。在经典世界里面的噪音,它们相互之间是没有纠缠的,这样的话就没法用噪声来破坏由天使粒子所储存的量子,所以这是一个革命性的改变。
所以,我在不久前在美国物理学会演讲,说天使粒子是激动人心的发现,用来做量子计算机是多少比特就多少比特,不用附加纠错的比特,自带纠错功能,这会对量子计算机的研制起到突飞猛进的作用。
机器人哪一天能够做科学发现,那一天智能机器就超过人了
人工智能作为一个基本概念,20世纪60年代就已经提出来。今天人工智能能够有突飞猛进的发展,主要是很多新技术的汇总。根据摩尔定律的迭代,每过18个月能够翻倍,如果用量子计算的话,就不只是按摩尔定律18个月翻倍,而是完全从量变到质变。这些年来,人类计算能力不断增长。互联网和物联网的诞生,产生大量的数据。智能算法有突飞猛进的变化。大数据能帮机器学习。不过,人工智能的基础是各种数据,再好的算法,再强大的计算机没有数据的话也无法成为人工智能。
人工智能,现在虽然看到了它在突飞猛进,但我觉得还处在非常早期。为什么这么讲呢?做一个简单的类比,比如我们曾经看到鸟飞,人也非常想飞,但早期学习飞行只是简单仿生,在人类的手臂上绑上翅膀,这就是简单的仿生,但真正达到飞行的境界是由于人类理解了飞行的第一性原理——空气动力学,有了物理原理和数学方程之后就可以人为设计最佳的飞行器,现在的飞机飞得又高又快又好,但并不像鸟,这是非常核心的一点。
现在人工智能多是在简单地模仿人的神经元,但我们更应该思考的,是在这里面有一个基础科学重大突破的机会,我们要真正去理解那个智慧和智能的基本原理,这样才能真正使人工智能有根本性的变化。
到底用什么样的依据能够真正衡量人工智能达到人的标准?有人可能听说过图灵测试,图灵测试是说人跟机器对话,但不知道对方到底是人还是机器。整个对话的过程中,你如果花了一天的时间根本感觉不出来,那就说明机器人好像已经达到人的水平。虽然图灵是一个伟大的计算机科学家,但我并不赞同这个判断方法。人的很多情感并不是理性的情感,要让一个理性的机器学一个非理性的人的大脑可能并不是那么容易。
所以我想提出一个新判断方法,智能机器人哪一天真正拥有超越人的智力?我认为人最伟大的一点,就是我们能够有科学的发现,哪一天机器人真能够做科学的发现,那一天机器就超过人了。
最近我在人工智能方面写了一篇文章,将会在美国的科学院杂志上发表,里面会提到,人类最伟大的科学发现,有相对论、量子力学等,在化学里面最伟大的发现就是元素周期表的发现。智能机器在没有任何辅导的情况下,能不能自动发现元素周期表?可不可以帮助人类发现新药,用机器学习的办法能否发现新材料?这些是判断人工智能水平的标准。
实现区块链和人工智能互相共存发展,它们会是最有价值的
在今天的世界,个人会产生出很多数据,个人的基因数据、医疗数据、教育数据、行为数据等,这是发展人工智能特别需要的。很多数据都是掌握在中心机构里面,没有达到真正的去中心化。区块链的产生,能够产生一个去中心化的数据市场。
我把区块链的整个理念用一句话来描写,叫“In Math we trust”,这种理念是建筑在数学基础上的。整个区块链和整个信息技术领域里面最基础的东西,是基础数学,是能在数据市场里面保护个人隐私,又能够做出合理的统计性的计算。比如有一种非常神奇的计算方法叫零知识证明,它能够向你证明我的数据是非常有价值的,但又不告诉你真正隐私的数据在哪儿。
有了区块链之后,数据市场能够使社会变得更加公平。现代社会最大的不公平是人们容易歧视一些少数派。但在机器学习的过程中最需要的就是那些少数派拥有的数据。如果今天机器学习的精准率达到90%了,使90%提高到99%,它需要的不是已经学过的数据,而是跟以前不一样的数据。往往是少数的数据对机器学习来讲是最有价值的。一旦我们的数据建筑在区块链的基础上,再加上这些奇妙的数学算法之后,我们就能够拥有良性的数据市场。在这个世界里面,达成区块链和人工智能互相共存的理念,它们是会最有价值的。
整个区块链,大众对它的认识还不是最根本的第一性原理认识。用最基本的物理学原理来讲,达成共识就好比大家都同意同一个“账本”,相当于在物理学里面,磁铁本来是杂乱无章的,但到了铁磁态里面它们指向的方向都是同一样的。
达成共识在自然世界里面也有,这种现象叫熵减的现象。达成共识,大家都朝一个方向的话,这个状态的熵远远比杂乱无章的熵要小。达到这个共识是非常难的,因为熵总是在增的。
在区块链上能达到一个共识系统都是用一种算法,需要消耗能量。这件事情听起来不合理,账户为什么要耗费能量,但从物理学第二定理来讲,这是非常合理的一件事情,因为达成共识本身是熵减,但整个世界的熵一定要增加,所以在达成共识的同时一定要把另外一些熵排除出去。这种没有中心化的机制跟自然世界里面磁铁从杂乱无章的状态达到有序的铁磁状态非常相像,消耗能量付出代价也是必然的趋势。
所以理想的信息世界,是未来每个人拥有自己所有的数据,完全去中心化的储存,这样黑客也不可能黑每个人的数据。然后用一些加密的算法在区块链上真正能够达到既保护个人的隐私,又能够做出良好的计算,不会发生像Facebook中很多个人的数据被盗用那样的事情。
今天我们要解决的量子计算、人工智能、区块链技术的问题,都是整个人类的问题,中国科学家会面临非常大的机遇,除了要把应用科技做好,还应该有真正原创的基础科学突破,比如上述介绍的物理和数学原理,尽管这些东西听起来比较抽象,比如熵增原理,正负电子。世界的奇妙,正在于基础科学能够给整个信息技术行业提供广阔的全新发展前景。
❹ 区块链安全问题应该怎么解决
区块链项目(尤其是公有链)的一个特点是开源。通过开放源代码,来提高项目的可信性,也使更多的人可以参与进来。但源代码的开放也使得攻击者对于区块链系统的攻击变得更加容易。近两年就发生多起黑客攻击事件,近日就有匿名币Verge(XVG)再次遭到攻击,攻击者锁定了XVG代码中的某个漏洞,该漏洞允许恶意矿工在区块上添加虚假的时间戳,随后快速挖出新块,短短的几个小时内谋取了近价值175万美元的数字货币。虽然随后攻击就被成功制止,然而没人能够保证未来攻击者是否会再次出击。
当然,区块链开发者们也可以采取一些措施
一是使用专业的代码审计服务,
二是了解安全编码规范,防患于未然。
密码算法的安全性
随着量子计算机的发展将会给现在使用的密码体系带来重大的安全威胁。区块链主要依赖椭圆曲线公钥加密算法生成数字签名来安全地交易,目前最常用的ECDSA、RSA、DSA 等在理论上都不能承受量子攻击,将会存在较大的风险,越来越多的研究人员开始关注能够抵抗量子攻击的密码算法。
当然,除了改变算法,还有一个方法可以提升一定的安全性:
参考比特币对于公钥地址的处理方式,降低公钥泄露所带来的潜在的风险。作为用户,尤其是比特币用户,每次交易后的余额都采用新的地址进行存储,确保有比特币资金存储的地址的公钥不外泄。
共识机制的安全性
当前的共识机制有工作量证明(Proof of Work,PoW)、权益证明(Proof of Stake,PoS)、授权权益证明(Delegated Proof of Stake,DPoS)、实用拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)等。
PoW 面临51%攻击问题。由于PoW 依赖于算力,当攻击者具备算力优势时,找到新的区块的概率将会大于其他节点,这时其具备了撤销已经发生的交易的能力。需要说明的是,即便在这种情况下,攻击者也只能修改自己的交易而不能修改其他用户的交易(攻击者没有其他用户的私钥)。
在PoS 中,攻击者在持有超过51%的Token 量时才能够攻击成功,这相对于PoW 中的51%算力来说,更加困难。
在PBFT 中,恶意节点小于总节点的1/3 时系统是安全的。总的来说,任何共识机制都有其成立的条件,作为攻击者,还需要考虑的是,一旦攻击成功,将会造成该系统的价值归零,这时攻击者除了破坏之外,并没有得到其他有价值的回报。
对于区块链项目的设计者而言,应该了解清楚各个共识机制的优劣,从而选择出合适的共识机制或者根据场景需要,设计新的共识机制。
智能合约的安全性
智能合约具备运行成本低、人为干预风险小等优势,但如果智能合约的设计存在问题,将有可能带来较大的损失。2016 年6 月,以太坊最大众筹项目The DAO 被攻击,黑客获得超过350 万个以太币,后来导致以太坊分叉为ETH 和ETC。
对此提出的措施有两个方面:
一是对智能合约进行安全审计,
二是遵循智能合约安全开发原则。
智能合约的安全开发原则有:对可能的错误有所准备,确保代码能够正确的处理出现的bug 和漏洞;谨慎发布智能合约,做好功能测试与安全测试,充分考虑边界;保持智能合约的简洁;关注区块链威胁情报,并及时检查更新;清楚区块链的特性,如谨慎调用外部合约等。
数字钱包的安全性
数字钱包主要存在三方面的安全隐患:第一,设计缺陷。2014 年底,某签报因一个严重的随机数问题(R 值重复)造成用户丢失数百枚数字资产。第二,数字钱包中包含恶意代码。第三,电脑、手机丢失或损坏导致的丢失资产。
应对措施主要有四个方面:
一是确保私钥的随机性;
二是在软件安装前进行散列值校验,确保数字钱包软件没有被篡改过;
三是使用冷钱包;
四是对私钥进行备份。
❺ 10000年的工作量如今只要200秒,区块链技术的一生之敌出现了
谷歌已经宣布开发出了世界上最强大的量子计算机,这意味着以往10000年才能完成的计算工作,量子计算机只需要200秒就可以完成。不仅如此,量子计算还将对区块链的安全性造成冲击,传统的区块加密技术会在未来会被量子计算降维打击。
量子计算是基于量子理论发展出的计算机技术,量子计算机遵循物理定律,它在同一时间可以采取多种状态并使用所有可能的计算排列方式执行任务,因此在处理数据的能力上得到了巨大提高。
传统的计算机理论依据现有的二进制计算方式, 虽然现在测量每个晶体管选择0或者1的时间已经能够缩减到十亿分之一秒,不过这些器件转换状态的速度是有限的。 随着我们向更小、更快的集成电路发展,人类已经接触到了这些材料的物理极限,想要从这个方面继续提高计算机的性能并非不可能,只不过这样做的成本和收益是不划算的。
量子计算尝试从另一个角度来解决这个问题,在量子计算机中, 元素粒子的电荷正负可以表示成0或1,这些粒子被称为量子比特,它们的性质和行为构成了量子计算的基础。
量子计算运用了量子物理的两个最重要的原理,分别是量子叠加原理和量子纠缠原理。叠加原理将量子想象成磁场中的某个粒子,该粒子的自旋状态既可以和自旋上升态的场相同,也可以和自旋下降态的场相反。根据量子定律,当这些粒子进入叠加态后,它可以在取0或1的基础上完成叠加,这将使得它代表的数值发生变化。 概括地讲,叠加原理让粒子分为两部分,一部分取0,一部分取1,比如一部分0和5个1的叠加,就会产生5。 纠缠原理指在某一点上相互作用的粒子可以成对纠缠在一起,当我们得知其中一个粒子的自旋状态后,就可以从相反方向推断出它同对的另一个粒子。而且,不管相关粒子之间的距离有多大,它们都可以瞬间相互作用。 纠缠原理就是指同对出现的粒子会产生相互作用,这样的作用和粒子之间的距离无关。
量子叠加和量子纠缠让量子计算拥有了强大的计算能力,普通计算机的两个存储单位只能存储四个二进制数字(00、01、10和11)中的任意一个,而量子计算机在拥有两个存储单位时,可以同时存储这四个数值。如果增加更多的量子单位,计算机的容量将会以指数方式扩展。
区块链技术的加密手段依赖于密码对,即私钥和公钥。 公钥可以从私钥的对应项计算得来,但是不能反过来推知私钥。量子计算机能够通过跨越量级来实现这一点,也就是由公钥破解私钥,最终攻破整个加密体系。
不过,现有的量子计算机还不能完全达到这样的水平,谷歌的量子计算机目前具有53个量子比特,而想要对区块链技术产生影响,至少需要1500个量子比特才能完成。但是至少从理论上讲,量子计算是能够威胁到区块链技术的。
不过,想要扩展量子计算机也并非易事。虽然Shor算法可以通过公钥破解私钥,但是预计在近十年这种情况是不会发生的,因为目前的技术想要从现有的量子计算机基础上扩展30倍是非常困难的,不过科学的进步将使这一天加速到来。
虽然量子计算将重挫传统的区块链加密技术,但是它同样带来了新的密码系统,也就是量子密码学。量子密码学利用了物理学知识,保证在不知道信息的发送接收双方的情况下,信息不会泄露。 量子密码不同于传统的密码系统,它更依赖物理学,而不是数学,这是它安全性更高的根本原因。
从本质上将,量子密码学的基础是利用单个粒子及其内在的量子特性发展一个牢不可破的密码系统,在不受干扰的情况下,任何形式的量子态都不能被测量。量子密码将采用光子传输密钥,一旦密钥被发送,就可以使用普通密钥的方法进行编码和解码。 每个光子的自旋类型都代表二进制中的1或者0,一串光子将构成一个1和0组成的长字符串,这些字符串将传递信息。 根据物理理论,正确构建出量子密码后,任何人都无法侵入系统。
在常规的加密技术中,破解私钥需要找到一个数的因子,而这个数将由两个巨大的质数的乘积构成,如果通过算法想要计算出这个结果,你需要从宇宙诞生的那一天开始算起。但是,这种常规加密技术存在弱点,一些弱键将会产生漏洞,并且摩尔定律不断提高计算机的处理能力,这些加密方法的破解虽然是困难的,但是并非不可能的。
量子密码就避免了这些问题,密钥被加密成一串光子,根据海森堡不确定性原理,在不改变光子的情况下,任何人都无法观测到这些光子存储的信息。在这种情况下,入侵者拥有的技术并不重要,因为物理学定律是难以打破的。
虽然量子计算拥有了无与伦比的速度,也可以击破传统的加密技术,但是它自身也非常脆弱。在量子计算的过程中,即便是最轻微的电磁波干扰,也会导致量子计算崩溃,所以量子计算机对环境的要求非常苛刻,在运行过程中需要与外界干扰完全隔离。并且,如果计算的过程中出现一个错误,会导致整个计算的有效性崩溃,也就是说量子计算的纠错会导致整个计算体系失效。
量子计算对区块链技术的降维打击是必然出现的,不过这也正符合 科技 进步的道理。所以,无论是区块链加密技术,还是量子计算技术,都值得人们好好研究。
❻ 量子计算机距离破解密码学技术还有很多年
Sankar Das Sarma 说:“我满怀希望,并且坚信量子计算是一种潜在的颠覆性技术,”但量子计算机离破解密码还差得很远。
凝聚态理论物理学家和量子信息专家 Sankar Das Sarma 在《麻省理工 科技 评论》中指出,量子计算机距离破解基于 RSA 的密码学还有很长的路要走。
RSA-Cryptography 利用算法、代码和密钥对私人数据进行安全加密,不受第三方或黑客等恶意行为者的干扰。加密方法的一个例子是创建一个生成公共地址和私钥的新钱包。
量子安全被视为区块链和加密领域的一个主要问题,人们普遍认为,强大的量子计算机有一天会变得足够先进,可以破解当前的密码学问题。这可能导致价值数十亿美元的数字资产被盗,或使区块链技术陷入停顿。有许多项目致力于开发量子证明密码学和区块链。
Sarma 目前担任马里兰大学凝聚态物质理论中心的主任,并在本周早些时候通过技术评论概述了他的想法。
这位物理学家说,他“对我最近看到的一些量子计算炒作感到不安”,并喜欢这项技术的当前状态是“一项巨大的科学成就”。然而,这让我们“离拥有一台可以解决任何人都关心的问题的量子计算机更近了一步”。
“这类似于尝试使用 1900 年代初期的真空管制造当今最好的智能手机。”
这位物理学家强调了质因数分解,其中“量子计算机可以解决以指数速度比所有经典方案更快地找到大数的质因数的难题”,但破解密码学目前远远超出了当前计算能力的掌握范围。
Sarma 指出“量子比特”是一种量子对象,如电子或光子,可以增强量子计算机的能力:
“当今最先进的量子计算机具有数十个去相干(或“嘈杂”)物理量子比特。建造一台可以从这些组件中破解 RSA 代码的量子计算机将需要数百万甚至数十亿量子比特。”
“其中只有数万个将用于计算——所谓的逻辑量子位;其余的将用于纠错,补偿退相干,”他补充说。
虽然 Sarma 对敲响密码警钟犹豫不决,但他确实指出,真正的量子计算机将“拥有今天难以想象的应用”。这与没有人能够预测 1947 年制造的第一个晶体管会导致这个时代的笔记本电脑和智能手机的方式相同。
“我满怀希望,并且坚信量子计算是一种潜在的颠覆性技术,但声称它会在不久的将来为销售服务或产品的真实公司带来数百万美元的利润,这让我非常困惑, “ 他说,
尽管距离危险还有一段距离,但许多公司已经在努力加强量子安全性。Cointelegraph 上个月报道称,美国银行业巨头摩根大通公布了一项关于抗量子计算攻击的量子密钥分发区块链网络的研究。
Xx 实验室还推出了一个区块链,它声称是一个“抗量子且注重隐私的区块链生态系统”。
❼ 量子叠加、区块链
超英空间(创业论坛)——(357)
超英空间 2019-03-29
1. 量子是能表现出某物质或物理量特性的最小单元 分子、原子、光子等,微观粒子都是量子的表现形态 叠加和纠缠等。
量子世界遵从量子物理定律,粒子的运动状态、轨道、位置是概率性的,具有叠加态。
宏观世界遵从经典物理学定律,粒子的运动状态、轨迹、位置是确定的。
量虚仔子叠加是指量子不仅可以同时处于不同的状态,还可以处于这些状态的叠加态,即在同一时刻能够同时具有多种状态。
2. 区块链是分布式数据存储,点对点传输、共识机制,加密算法等计算机技术的新型应用模式。重点是“共识机制”,它是区块链系统中实现不同节点之间建立信任,获取权益的数学算法。直白的说,区块链是能够保证数据传输和访问的安全,利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作的一种全新的分布式基础架构与计算范式。
网站的目的是传输内容和信息。
区块链的目的是传输资产和交易证明。
区块链当中的智能合约系统,能够使得任何一种资产的交易及见证,都不再让孙依靠政府或中介机构,大大降低了建立信任的成本。
商业的本质是交易,什么样的工具能够从时间、空间、信用、沟通等层面整体降低交易的成本,目前看区块链能够将各类资产的交易推升一个等级。
去中心化是一种运行机制的设计。
辽宁省工商联中小微企业创业商会
会长 于超英坦誉链
2019年3月29日
❽ 区块链使用安全如何来保证呢
区块链本身解决的就是陌生人之间大规模协作问题,即陌生人在不需要彼此信任的情况下就可以相互协作。那么如何保证陌生人之间的信任来实现彼此的共识机制呢?中心化的系统利用的是可信的第三方背书,比如银行,银行在老百姓看来是可靠的值得信任的机构,老百姓可以信赖银行,由银行解决现实中的纠纷问题。但是,去中心化的区块链是如何保证信任的呢?
实际上,区块链是利用现代密码学的基础原理来确保其安全机制的。密码学和安全领域所涉及的知识体系十分繁杂,我这里只介绍与区块链相关的密码学基础知识,包括Hash算法、加密算法、信息摘要和数字签名、零知识证明、量子密码学等。您可以通过这节课来了解运用密码学技术下的区块链如何保证其机密性、完整性、认证性和不可抵赖性。
基础课程第七课 区块链安全基础知识
一、哈希算法(Hash算法)
哈希函数(Hash),又称为散列函数。哈希函数:Hash(原始信息) = 摘要信息,哈希函数能将任意长度的二进制明文串映射为较短的(一般是固定长度的)二进制串(Hash值)。
一个好的哈希算法具备以下4个特点:
1、 一一对应:同样的明文输入和哈希算法,总能得到相同的摘要信息输出。
2、 输入敏感:明文输入哪怕发生任何最微小的变化,新产生的摘要信息都会发生较大变化,与原来的输出差异巨大。
3、 易于验证:明文输入和哈希算法都是公开的,任何人都可以自行计算,输出的哈希值是否正确。
4、 不可逆:如果只有输出的哈希值,由哈希算法是绝对无法反推出明文的。
5、 冲突避免:很难找到两段内容不同的明文,而它们的Hash值一致(发生碰撞)。
举例说明:
Hash(张三借给李四10万,借期6个月) = 123456789012
账本上记录了123456789012这样一条记录。
可以看出哈希函数有4个作用:
简化信息
很好理解,哈希后的信息变短了。
标识信息
可以使用123456789012来标识原始信息,摘要信息也称为原始信息的id。
隐匿信息
账本是123456789012这样一条记录,原始信息被隐匿。
验证信息
假如李四在还款时欺骗说,张三只借给李四5万,双方可以用哈希取值后与之前记录的哈希值123456789012来验证原始信息
Hash(张三借给李四5万,借期6个月)=987654321098
987654321098与123456789012完全不同,则证明李四说谎了,则成功的保证了信息的不可篡改性。
常见的Hash算法包括MD4、MD5、SHA系列算法,现在主流领域使用的基本都是SHA系列算法。SHA(Secure Hash Algorithm)并非一个算法,而是一组hash算法。最初是SHA-1系列,现在主流应用的是SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512算法(通称SHA-2),最近也提出了SHA-3相关算法,如以太坊所使用的KECCAK-256就是属于这种算法。
MD5是一个非常经典的Hash算法,不过可惜的是它和SHA-1算法都已经被破解,被业内认为其安全性不足以应用于商业场景,一般推荐至少是SHA2-256或者更安全的算法。
哈希算法在区块链中得到广泛使用,例如区块中,后一个区块均会包含前一个区块的哈希值,并且以后一个区块的内容+前一个区块的哈希值共同计算后一个区块的哈希值,保证了链的连续性和不可篡改性。
二、加解密算法
加解密算法是密码学的核心技术,从设计理念上可以分为两大基础类型:对称加密算法与非对称加密算法。根据加解密过程中所使用的密钥是否相同来加以区分,两种模式适用于不同的需求,恰好形成互补关系,有时也可以组合使用,形成混合加密机制。
对称加密算法(symmetric cryptography,又称公共密钥加密,common-key cryptography),加解密的密钥都是相同的,其优势是计算效率高,加密强度高;其缺点是需要提前共享密钥,容易泄露丢失密钥。常见的算法有DES、3DES、AES等。
非对称加密算法(asymmetric cryptography,又称公钥加密,public-key cryptography),与加解密的密钥是不同的,其优势是无需提前共享密钥;其缺点在于计算效率低,只能加密篇幅较短的内容。常见的算法有RSA、SM2、ElGamal和椭圆曲线系列算法等。 对称加密算法,适用于大量数据的加解密过程;不能用于签名场景:并且往往需要提前分发好密钥。非对称加密算法一般适用于签名场景或密钥协商,但是不适于大量数据的加解密。
三、信息摘要和数字签名
顾名思义,信息摘要是对信息内容进行Hash运算,获取唯一的摘要值来替代原始完整的信息内容。信息摘要是Hash算法最重要的一个用途。利用Hash函数的抗碰撞性特点,信息摘要可以解决内容未被篡改过的问题。
数字签名与在纸质合同上签名确认合同内容和证明身份类似,数字签名基于非对称加密,既可以用于证明某数字内容的完整性,同时又可以确认来源(或不可抵赖)。
我们对数字签名有两个特性要求,使其与我们对手写签名的预期一致。第一,只有你自己可以制作本人的签名,但是任何看到它的人都可以验证其有效性;第二,我们希望签名只与某一特定文件有关,而不支持其他文件。这些都可以通过我们上面的非对称加密算法来实现数字签名。
在实践中,我们一般都是对信息的哈希值进行签名,而不是对信息本身进行签名,这是由非对称加密算法的效率所决定的。相对应于区块链中,则是对哈希指针进行签名,如果用这种方式,前面的是整个结构,而非仅仅哈希指针本身。
四 、零知识证明(Zero Knowledge proof)
零知识证明是指证明者在不向验证者提供任何额外信息的前提下,使验证者相信某个论断是正确的。
零知识证明一般满足三个条件:
1、 完整性(Complteness):真实的证明可以让验证者成功验证;
2、 可靠性(Soundness):虚假的证明无法让验证者通过验证;
3、 零知识(Zero-Knowledge):如果得到证明,无法从证明过程中获知证明信息之外的任何信息。
五、量子密码学(Quantum cryptography)
随着量子计算和量子通信的研究受到越来越多的关注,未来量子密码学将对密码学信息安全产生巨大冲击。
量子计算的核心原理就是利用量子比特可以同时处于多个相干叠加态,理论上可以通过少量量子比特来表达大量信息,同时进行处理,大大提高计算速度。
这样的话,目前的大量加密算法,从理论上来说都是不可靠的,是可被破解的,那么使得加密算法不得不升级换代,否则就会被量子计算所攻破。
众所周知,量子计算现在还仅停留在理论阶段,距离大规模商用还有较远的距离。不过新一代的加密算法,都要考虑到这种情况存在的可能性。