Cambridge Quantum研究團隊提出區塊鏈抗量子解決方案
科技產業資訊室 (iKnow) - Lisa & May 發表於 2021年8月9日
圖、Cambridge Quantum研究團隊提出區塊鏈抗量子解決方案
區塊鏈（Blockchain）雖被喻為下世代網路骨幹，但也被認為將受到量子電腦的駭客威脅，而減輕威脅的唯一方法就是反過來利用量子技術來保護區塊鏈的脆弱區域。
根據研究團隊來自Cambridge Quantum（劍橋量子公司）、美洲開發銀行（Inter-American Development Bank）、IDB Lab 和 LACChain的研究論文，宣稱設計並展示了一種使用量子來抵抗量子威脅的方法，提出可以確保兩個區塊鏈節點（node）之間資訊交換的第二層（Layer 2）解決方案，並且開發了一種使用後量子密鑰（post-quantum keys）以確保簽名安全交易的方法(signatures in transactions)。
劍橋量子公司的量子網路安全負責任、論文的共同作者Duncan Jones表示，這項研究的目的是保護區塊鏈以及其他重要的網路和資料庫的演算法，如RSA或ECDSA（橢圓曲線加密演算法），避免受到來自量子電腦攻擊。
雖然，量子電腦不是解決一切問題的萬靈丹，但不幸的是，對於加密世界來說，量子電腦可能能破解因式分解問題，人們將被迫轉向不同類型的加密演算法。關鍵是，密鑰不能只是難以預測，而是需要完全隨機的。雖然許多解決方案依靠不同技術接近實現隨機性，但仍然會產生漏洞，特別是在量子時代。
Cambridge Quantum宣稱其Ironbridge平台隨機所產生的亂數字是完全不可預測的，可以應對即將到來的量子時代的挑戰。即使駭客使用善於發現模式和對複雜系統進行建模的量子電腦，也無法破解Ironbridge產生的金鑰。
研究團隊提出的解決方案建立在區塊鏈上層，解決區塊鏈技術的兩個弱點，其中之一是區塊鏈節點之間的網路通訊；另一個是區塊鏈交易簽名，企業在提交交易或驗證區塊時用於驗證身份。 透過加強關鍵弱點的防禦力，研究人員成功利用IronBridge平台的抗量子金鑰擊退了試圖利用這些弱點的駭客。該解決方案不僅僅適用在於研究實際測試的區塊鏈上，而且可以確保所有區塊鏈的安全。
就像在帳本(ledger)上紀錄交易一樣，區塊鏈通常以線性方式驗證交易，每個區塊都依賴於過去的一個或多個區塊。因此除了可以保護現在和未來的交易免受量子攻擊，還可以保護過去交易的歷史。
隨著區塊鏈和其他分散式帳本（Distributed ledger）技術在數位生態系統中發揮更重要的作用，需要提出抗量子的解決方案。英國電信（BT）量子研究技術專家Catherine White預計在未來2-3年內，隨著演算法的最佳選擇變得更加清楚，以及產業對量子威脅做出反應，在分散式帳本中使用量子安全加密技術將成為常態。
研究人員表示，這些解決方案可以用來保護其他類型的區塊鏈免受量子攻擊，希望能藉此提高整體產業的防範意識，因為安全性是首要關注的問題。(840字；圖1)
研究論文：Quantum-Resistance in Blockchain Networks
參考資料：
TQD Exclusive: Fighting Quantum With Quantum, Researchers Find Ways to Protect Blockchain in Quantum Era. The Quantum Daily, 2021/8/3.
An Introduction to IronBridge™. Cambridge Quantum Computing, 2018/6/14.
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