量子計算不再是一個遙遠的理論概念；它正在迅速成爲現實。隨着這項技術的進步，它對作爲區塊鏈技術基礎的現有加密系統構成了重大威脅。
區塊鏈中量子證明安全性的重要性怎麼強調都不爲過。量子計算威脅着支持安全通信的 RSA 和 ECC 等經典算法。實施抗量子算法可確保區塊鏈的數據完整性和安全性，以防範量子攻擊並保持該技術的不變性、安全性和可靠性。
以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 曾直言區塊鏈技術量子計算帶來的潛在威脅。此外，Post-Quantum 首席執行官 Andersen Chen 表示：“三年內，量子計算機有七分之一的機會破解最常用的計算機加密系統；到 2031 年，這一數字將高達 50%。”
在本文中，我們將深入探討量子證明安全性在區塊鏈領域的重要性，並討論 Quranium 對抗量子分佈式賬本技術 (DLT) 的開創性方法的案例研究。
量子計算對區塊鏈的威脅
區塊鏈面臨的量子威脅增強了量子證明安全性的必要性
量子計算機就像超級強大的計算機，可以解決普通計算機無法解決的複雜問題。這種能力來自量子比特（或量子位），它可以同時執行許多計算。令人擔憂的是，這些計算機有一天可能會破解許多保護我們數據安全的加密方法。
例如，橢圓曲線數字簽名算法 (ECDSA) 是目前區塊鏈實現的最廣泛使用的加密算法。它對量子攻擊存在嚴重弱點，因爲它被設計用於前量子計算機，而這些計算機可能被從市場操縱者到反加密國家等敵對行爲者利用。
閱讀 DroomDroom 的這篇詳盡文章，瞭解量子計算對比特幣安全的潛在威脅以及緩解這些威脅的解決方案。
量子計算機利用疊加和糾纏等量子力學原理來解決複雜問題，速度比傳統計算機快得多。毫無疑問，它對保護區塊鏈交易的加密系統構成了威脅。想知道它是如何做到的嗎？
對公鑰密碼術的影響
像 Shor 算法這樣的量子算法可以破解廣泛使用的公鑰加密方法，從而導致潛在的未經授權的訪問和交易僞造——清楚地表明瞭量子證明安全性的必要性。
對對稱密鑰加密的影響
雖然對稱密鑰加密具有更強的抵抗力，但像 Grover 這樣的算法會降低這些密鑰的安全性，並且需要更長的密鑰來維護安全性。
此外，瞭解量子計算機對網絡協議構成的風險也很重要——風險可分爲兩個主要領域——泄露的加密算法和破壞的數字簽名。
首先，量子計算機有能力破壞這些協議中不可或缺的加密算法，從而真正危及數據的機密性和完整性。依賴數學問題複雜性的加密方法很容易受到 Shor 算法等量子算法的攻擊。
其次，量子計算機可以破壞數字簽名所提供的真實性和不可否認性——這對於驗證數字文檔和交易的來源和完整性至關重要。
隨着時間的推移，比特幣將變得脆弱
此外，量子計算還威脅到加密挖掘加密，可能會導致盜竊。請閱讀本文了解更多信息。
爲了解決這些漏洞，研究人員一直在探索能夠抵抗此類攻擊的後量子加密 (PQC) 解決方案。
抗量子密碼學的發展
目前，人們正在大力開發抗量子密碼算法。美國國家標準與技術研究院 (NIST) 已選定多種算法作爲後量子密碼標準。
NIST 的後量子密碼標準化
NIST 選擇了四種算法作爲後量子密碼標準的基礎，即；
水晶-Kyber
晶體-雙鋰
獅身人面像+
鶻
但請注意，過渡到抗量子密碼學涉及技術、後勤和教育挑戰。在量子計算帶來的日益嚴峻的挑戰中，Quranium 作爲一個富有遠見的平臺脫穎而出，爲區塊鏈領域的量子證明安全樹立了新標準。讓我們探索 Quranium 獨特的抗量子密碼學方法及其創新架構。
Quranium 的量子證明安全功能：案例研究
Quranium 是一個創新的區塊鏈平臺，旨在解決 DLT 中的當前和未來的挑戰，特別是致力於減輕量子計算對傳統加密方法帶來的風險。
讓我們來談談 Quranium 究竟如何應對這些挑戰——
抗量子核心：SPHINCS+ 和 WOTS+
Quranium 集成了 NIST 認可的基於哈希的後量子簽名方案——SPHINCS+ 算法。
SPHINCS+ 爲 PQC 實現了無狀態、基於哈希的簽名。這種設計避免了 Shor 算法對基於格和基於代碼的方案進行衆所周知的密碼分析，從而確保了量子時代的長期安全性。此外，其無狀態特性消除了密鑰管理開銷並減少了人爲錯誤。該方案通過根據所需的安全性和速度權衡調整簽名大小來提供靈活性。
Quranium 使用 WOTS+ 進一步保護其平臺。顧名思義，它設計爲每對密鑰只能使用一次，因此每個簽名密鑰只能用於簽署一份文檔或交易。
但是這爲什麼很重要呢？因爲這大大增加了潛在的攻擊媒介的複雜性，並增強了平臺抵禦複雜網絡攻擊的能力。
混合雙層架構
Quranium 通過混合架構解決了“區塊鏈三難困境”——同時實現可擴展性、安全性和去中心化的挑戰。因此，通過將傳統區塊鏈與 BlockDAG 系統相結合，Quranium 提供了一個更具可擴展性和效率的平臺，具有高水平的安全性並確保了量子證明的安全性。
核心層（安全工作量證明）
Quranium 架構的核心層爲整個網絡提供了堅實的基礎，因其極高的安全性和抗攻擊性而聞名，因爲它確保了賬本的不變性和完整性。
Crust 層 (通過 BlockDAG 實現速度和可擴展性)
如果說區塊鏈是一條直線，那麼 BlockDAG 就像一張網。每個區塊都可以連接到多個區塊，而不僅僅是一個區塊——最終可以並行處理更多交易，從而加快驗證過程。它在像 PoR 這樣的系統中特別有用，因爲許多參與者可能會同時添加信息。
尊重合作與公平的證明（PoR）
Quranium 採用一種獨特的共識機制，稱爲“尊重證明”，該機制優先考慮貢獻的質量和有用性，而不是原始計算能力。顯然，它促進了一種協作和公平的網絡環境，誠實的參與會得到獎勵。
通過將 PoR 集成到 BlockDAG 結構中，Quranium 實現了兩個重要目標。
首先，它優先考慮網絡安全，通過阻止惡意活動來確保網絡安全，因爲惡意活動不會產生任何回報。
其次，它使驗證和區塊創建過程民主化，從而使網絡更加包容。
“真相點”機制確保一致性
Quranium 的架構每半小時定期在外殼層內創建一個“真實點”塊，作爲所有先前塊的參考點，以便後續塊錨定到該點而不是整個區塊鏈。
物聯網集成
Quranium 旨在將物聯網 (IoT) 設備安全地集成到其網絡中，並且通過使用抗量子 DLT，Quranium 可以爲這些設備提供安全的環境。
爲什麼 Quranium 是區塊鏈中量子證明安全的答案？
面對量子計算的潛在威脅，Quranium 爲區塊鏈安全提供了一個令人信服的解決方案。也許，它的核心防禦在於 SPHINCS+ 和 WOTS+ 的 PQC 功能。超越量子抗性——
Quranium 的架構降低了遠程攻擊 (LRA) 的風險，並通過使支持多個區塊鏈歷史記錄在計算上昂貴且無利可圖來降低“無利害關係”問題的可行性。
雖然基於聲譽和貢獻的 PoR 模型激勵驗證者誠實行事並將他們獲得獎勵的能力與他們的行爲聯繫起來，但 Quranium 採用了創新的反賄賂機制，其中用戶將 Quranium 幣用於智能合約參與，網絡會自動增加權益池，這使攻擊者積累控制權的成本高昂得令人望而卻步。
此外，Quranium 還支持高速微交易和安全的機器對機器交互。
最後，由於從一開始就考慮到了量子防護安全性，Quranium 能夠更好地適應未來的技術進步和安全威脅。
量子計算既帶來了前所未有的機遇，也帶來了巨大的挑戰。隨着量子計算大步邁向“Q 日”，量子證明加密解決方案的必要性變得不可商榷。採用抗量子算法不僅僅是一種防禦措施，而且是一種確保數字基礎設施安全性和完整性的前瞻性戰略。
Quranium 聯合創始人兼首席執行官 Kapil Dhiman
結論
量子計算機即將到來，任何有興趣充分保護其數據的人現在都必須開始展望未來。
量子計算的幽靈給區塊鏈世界蒙上了一層陰影。當前的加密方法是區塊鏈安全的基石，但很容易被這些強大的機器破壞，威脅到區塊鏈所承諾的信任和不變性的基礎。
正是在這裏，Quranium 成爲了希望的燈塔，採取多管齊下的方法來對抗量子威脅。隨着區塊鏈技術進入未知領域，Quranium 對量子安全性和創新架構的承諾使其處於保護區塊鏈前沿的最前沿。
