量子计算威胁区块链安全?解析后量子密码学标准与比特币风险应对

比特币进行转账,表面上好像是挺简单的,然而其背后实际上潜藏着极大的量子计算方面的威胁,你的那些数字资产此刻或许正面临着从来没有过的风险。

量子计算的双重威胁

当前存在两种量子算法,它们对区块链安全形成直接风险,肖尔算法可从公钥推导出私钥,致使攻击者能轻易转移他人资产,格罗弗算法能加速暴力破解,对加密数据安全构成威胁,此两种算法若被量子计算机实用化,会彻底颠覆现有的区块链安全体系。

存在这样一种情况,任何曾发送过交易的地址,皆面临风险,原因在于那公钥于链上变得可见了。这所意味的是,只要有人借助量子计算机去解析区块链历史,便能够盗取那些地址里的全部资产。并且这种威胁,不仅仅是针对未来交易,就连过去的所有交易记录,都有可能遭受追溯攻击 。

交易过程的脆弱环节

有这样一种情况,在比特币网络当中,交易最先进入内存池,然后等待确认。而这些处于待处理状态的交易,是暴露在量子攻击范围之下的,这就使得攻击者能够实时去分析内存池,进而伪造交易。他们采用相同的输入,不过却把输出重定向到自己能够控制的地址,最终致使资金被拦截并转移 。

传统加密系统曾假定,其他用户缺乏充足时间在交易被打包之前展开分析或者实施伪造行为。然而,量子计算机的现身打破了此项假定,它们能够在极为短暂的时间之内达成复杂的密码破解操作。这致使现有的交易确认机制变得不再具备安全性。

密钥交换的革命性突破

Kyber 算法身为后量子密码学里的关键成果,目标是去解决密钥交换的安全难题,它是基于格密码学当中的模块化学习有误问题设立的,此问题被视作哪怕是对量子计算机而言也很难破解,Kyber 算法能让网络以上的两方安全进行对称密钥交换,进而重建了量子时代的通信安全。

于区块链网络里,每逢节点之间传输交易数据之际采用Kyber加密,如此能够切实有效地防止第三方进行监控或者窃取信息。在2022年7月之时,美国国家标准与技术研究院把Kyber判定为首个后量子加密标准,这标志着其安全性以及实用性获取到了权威认可。

数字签名的量子防护

用于验证交易是由私钥合法持有者创建的算法是数字签名算法,传统的椭圆曲线数字签名算法在量子计算机面前极为脆弱,攻击者能够凭借公钥将私钥推导出来,新型的后量子签名算法则可以有效抵抗这种攻击。

哪怕攻击者剖析了公钥以及签名,也没法推导出私钥的详细信息,这种设计依据不同的数学难题,致使量子计算机的优势没法施展,当下多个区块链项目正在开展测试以及进行部署这类新型签名算法。 。

交易完整性的保障机制

维系区块链数据完整性的关键技术是默克尔树结构,每个交易均经哈希处理后被纳入默克尔树,输入内容无法依据单个哈希值反向推导得出,此特性致使该系统即便遭遇量子攻击依旧能够维持安全 。

在比特币系统里,每个区块都含有一个默克尔根,其是用来验证该区块里所有交易真实性的。因为哈希函数具单向性,所以量子计算机也没办法破解这种保护机制。这给区块链数据提供了基础性的安全保障 。

实际应用与升级路径

2010年8月,比特币网络出现了1840亿枚BTC的异常增发情况,社区借助软分叉,在五小时之内就解决了该问题。这种快速响应的机制,为应对量子威胁提供了关键参考。开发者越发倾向于通过软分叉,逐步推进量子安全方案的引入。

被认为风险太大致使可能破坏网络共识的全链替换的硬分叉方式,所以,成为主流选择的是渐进式的升级方案。多个区块链团队正开发确保平稳过渡到后量子时代的兼容现有系统的量子安全解决方案。

在如今量子计算机于持续演进中不断发展的当下,你觉得现有的比特币资产该怎么样去做好安全方面的防护呢?诚挚欢迎你来分享你的观点看法,要是你感觉这篇文章可为你提供帮助的话,请给予点赞予以支持!

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