量子計算でも破られないBlockChainの研究論文リスト

Daisuke Ishii
Kiara Inc. Blog
Published in
6 min readJan 30, 2018

仮想通貨と分散型社会の普及に欠かせないセキュリティ分野の事例です

はじめに

先のブログで書かせていただいた通り、

量子コンピュータの普及でRSA暗号(巨大な数の素因数分解のし辛さがベース)およびBlockChainの基盤になっている楕円曲線暗号(素因数分解の群論的類似構造)も暗号が破られてしまうとの定説があり、

次世代暗号の研究が進んでいます。

今回は特に、量子耐性のある次世代型BlockChainの研究事例を紹介したいと思います。

Quantum-secured blockchain

ブロックチェーンは悪意のある変更から暗号的に保護された分散データベースです。さまざまなアプリケーションに期待されていますが、現在のブロックチェーンプラットフォームは、量子コンピュータによる攻撃に対して脆弱なデジタル署名に依存しています。新しいブロックの作成に使用される暗号ハッシュ関数にも適用されます。そのため、量子計算にアクセスできる当事者は、マイニングの報酬を獲得する上で不公平な利点を持ちます。ここでは、量子古界ブロックチャレンジの可能な解決法を提案し、情報理論的に安全な認証のために都市のファイバーネットワーク全体で量子鍵の配布を利用する量子安全ブロックチェーンプラットフォームの実験的実現を報告する。

Quantum attacks on Bitcoin, and how to protect against them

今日のインターネットと金融取引を保護するために使用される鍵暗号プロトコルは、十分に大きな量子コンピュータの開発による攻撃の影響を受けやすい。リスクのある分野の1つは、現在1500億ドル以上の市場規模を持つ暗号化通信です。私たちはBitcoinや他の暗号化通信のリスクを量子コンピュータによる攻撃に調査します。主に特殊ASIC鉱山者は、近い将来の量子コンピュータの推定クロック速度に比べて非常に高速であるため、Bitcoinが使用する作業実績は、今後10年間で量子コンピュータによる大幅な高速化に耐性があることがわかります。一方、Bitcoinで使用されている楕円曲線シグネチャスキームは、より危険な状態にあり、2027年に量子コンピュータによって、最も楽観的な見積もりで完全に破壊される可能性があります。私たちは、ハッシュ関数の衝突を見つけることに基づいて、Momentumと呼ばれる代替の実証実績を分析します。これは、量子コンピュータによる高速化にはさらに耐性があります。また、利用可能なポスト量子シグネチャスキームをレビューして、ブロックチェインアプリケーションのセキュリティと効率の要件を最もよく満たすものを確認します。

Bitcoin and quantum computing

Bitcoinは、伝統的な通貨などの中央管理者なしで機能する、古典的な暗号技術に基づくデジタル通貨および決済システムです。量子コンピューティングの影響がBitcoinに及ぼす影響と一般的に暗号化されたCryptocurrenciesについては、長い間疑問視されてきました。ここでは、量子コンピュータがマイニング、セキュリティ、およびフォークに影響を与える可能性がある3つの主要な方向を分析します。近い将来、量子コンピュータの影響は、3つの方向すべてではかなり小さいように見えます。量子コンピュータの影響は、既存のハッシュ関数を逆転させるために、量子アルゴリズムでかなりの数の量子ビットとブレークスルーを必要とする。

First Quantum-Secured Blockchain Technology Tested in Moscow

量子コンピュータは、BitCoinなどの暗号化通信に重大なセキュリティ上の脅威を与えます。現在、ロシアの科学者チームは、量子力学を使ってBlockChainを確保する方法を研究しています。

*量子 x BlockChain周辺の研究分野

qBitcoin: A Peer-to-Peer Quantum Cash System

qBitcoinと呼ばれる分散型オンライン量子現金システムが提供されています。以下の意味で、量子化の大きな利点を持つシステムを設計します。第1に、量子テレポーテーション技術がコイン取引に使用され、コインの所有者がコインを別のコインに送った後でも元のコインデータを保持することを妨げる。これは古典的回路の主な問題であり、この問題を解決するためにブロックチェーンが導入されました。qBitcoinでは、二重支出の問題は決して起こらず、そのセキュリティは量子情報理論のおかげで理論的に保証されています。ブロックの作成には時間がかかり、qBitcoinのシステムはブロックではなく、量子チェインに基づいています。したがって、Bitcoinよりもはるかに高速に支払いを完了することができます。

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