E安全4月30日訊 新西蘭惠靈頓維多利亞大學(xué)理論物理科學(xué)家 Matt Visser 與 Del Rajan 一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)，其最近提出的“量子區(qū)塊鏈”有望保障區(qū)塊鏈系統(tǒng)不受量子計(jì)算機(jī)黑客攻擊的影響。這兩位研究人員認(rèn)為這種新型量子區(qū)塊鏈擁有一種如時(shí)光機(jī)般的特性，即在進(jìn)行自我解釋時(shí)會(huì)對(duì)過(guò)往記錄產(chǎn)生影響，量子區(qū)塊鏈系統(tǒng)將能夠抵御來(lái)自量子計(jì)算機(jī)的黑客攻擊。

未來(lái)區(qū)塊鏈將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用

區(qū)塊鏈?zhǔn)且活悢?shù)據(jù)庫(kù)，其負(fù)責(zé)保存關(guān)于過(guò)去的記錄——例如財(cái)務(wù)或其它交易信息，確保網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)皆可達(dá)成共識(shí)，且不需要中心機(jī)構(gòu)維持其準(zhǔn)確性。區(qū)塊鏈最著名的應(yīng)用無(wú)疑是比特幣，但目前各類創(chuàng)業(yè)公司、企業(yè)聯(lián)盟以及研究項(xiàng)目也都在積極探索該技術(shù)的其它潛在用途。

物理學(xué)家 Del Rajan 指出，“預(yù)計(jì)到2027年，全球 GDP 總量中的10%將能夠存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈技術(shù)當(dāng)中。”

疊加態(tài)

疊加態(tài)意味著同一量子位能夠一次執(zhí)行兩次計(jì)算，而兩個(gè)量子位通過(guò)所謂糾纏量子效應(yīng)

然而，區(qū)塊鏈自身也面臨著另一種即將出現(xiàn)的威脅——量子計(jì)算機(jī)。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)以晶體管的開(kāi)啟與關(guān)閉狀態(tài)分別代表1與0; 而量子計(jì)算機(jī)使用量子位作為基本單元。由于量子物理具有一系列超現(xiàn)實(shí)特性，因此量子位可處于疊加態(tài)——既為1又為0。對(duì)接之后，即可同時(shí)執(zhí)行2^2即4次計(jì)算; 三個(gè)量子位為2^3即8次計(jì)算，以此類推。

從理論上來(lái)講，300個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī)將能夠即時(shí)執(zhí)行超過(guò)宇宙內(nèi)原子數(shù)量總和的計(jì)算次數(shù)，這意味著一套強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)將能夠成功破解傳統(tǒng)密碼學(xué)領(lǐng)域的各類成果，包括區(qū)塊鏈。

量子區(qū)塊鏈與區(qū)塊鏈的區(qū)別

如今，新西蘭的研究人員們提出了一種量子區(qū)塊鏈，旨在抵御量子計(jì)算機(jī)的黑客攻擊，這套系統(tǒng)中的所有組件都經(jīng)過(guò)了實(shí)驗(yàn)性驗(yàn)證。

Rajan 表示，“以往的區(qū)塊鏈已經(jīng)能夠與量子運(yùn)算相結(jié)合，但區(qū)塊鏈本身卻一直未能量子化。我們目前推出的是第一套完全量子化的區(qū)塊鏈方案。”

量子區(qū)塊鏈在理論上同樣依賴于糾纏態(tài)。當(dāng)兩個(gè)或更多光子等粒子糾纏在一起時(shí)，無(wú)論距離多遠(yuǎn)，其都會(huì)相互影響——愛(ài)因斯坦將其稱為“幽靈超距效應(yīng)”。

量子計(jì)算機(jī)及其它量子技術(shù)通常依賴于空間上的糾纏，而這種新的量子區(qū)塊鏈則依賴于時(shí)間層面的糾纏。換言之，無(wú)論在時(shí)間上相隔多遠(yuǎn)，兩個(gè)或多個(gè)粒子間永遠(yuǎn)存在關(guān)聯(lián)。

常規(guī)區(qū)塊鏈會(huì)將記錄存放在按時(shí)間順序排布的區(qū)塊當(dāng)中。如果黑客試圖篡改某一特定塊，則該區(qū)塊之后生成的所有新區(qū)塊都將失效。

在量子區(qū)塊鏈中，區(qū)塊內(nèi)的各條記錄被編碼成一系列相互纏繞的光子。這些區(qū)塊按照時(shí)間順序通過(guò)時(shí)間糾纏進(jìn)行連接。

由于構(gòu)成量子區(qū)塊鏈的各區(qū)塊在量子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)傳輸，因此將由量子計(jì)算機(jī)創(chuàng)建各光子區(qū)塊，而后將由其它節(jié)點(diǎn)將光子吸收。但因?yàn)檫@些光子糾纏態(tài)以跨時(shí)間方式進(jìn)行連接，所以各光子既存在同時(shí)又不存在。

Rajan 解釋稱，“關(guān)于以往交易的記錄被編碼為一個(gè)隨時(shí)間推移而變化的量子態(tài)?！?/p>

在這種情況下，黑客將無(wú)法對(duì)以往的任何光子編碼記錄進(jìn)行篡改，因?yàn)檫@些光子在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)下已經(jīng)不復(fù)存在——因?yàn)樗鼈円呀?jīng)被其它節(jié)點(diǎn)所吸收。黑客最多只能對(duì)最新編碼的光子進(jìn)行篡改，但這會(huì)使最新區(qū)塊無(wú)效化，同時(shí)通知其它節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)遭遇黑客入侵。Rajan表示，“這種設(shè)計(jì)相較于存在理論篡改可能性的標(biāo)準(zhǔn)區(qū)塊鏈更為安全?！?/p>

研究人員們指出，在時(shí)間糾纏設(shè)計(jì)的支持下，對(duì)某一區(qū)塊中最后一個(gè)光子進(jìn)行測(cè)量將影響到該區(qū)塊的第一個(gè)光子。從本質(zhì)角度講，量子區(qū)塊鏈中的當(dāng)前記錄不僅與上一條記錄相關(guān)，而且與所有以往的記錄相關(guān)，且當(dāng)前記錄已經(jīng)不復(fù)存在。惠靈頓維多利亞大學(xué)理論物理學(xué)家兼資深作家Matt Visser指出：“這項(xiàng)工作相當(dāng)于創(chuàng)造了一臺(tái)量子時(shí)光器?！?/p>