量子力学和区块链

这是每个未来派流行语宾果游戏中的两个常青树。因此，自然而然地它们与物联网混合在一起，物联网被嘲笑地归入人们一半得到的同一类未来主义东西。

所以，让我们把东西整理一下。我假设您指的是Aurora 挖掘的这篇文章。不幸的是，该网站将所有物联网技术都集中在一个盒子里。是的，区块链可以被认为是一种物联网技术，现在有很多人正在考虑在物联网中使用区块链。（例如另一个区块链物联网联盟）

跟进引用的新闻文章，我们找到了一份关于“量子安全区块链[s] ”的白皮书。显然，我们需要一些基础知识来理解白皮书，这对于白皮书来说并不罕见，它假设了大量关于量子力学、量子计算机、在量子计算机上运行的算法、加密方法、它们在受到量子计算机攻击时的弱点、量子密钥的预先存在的知识分发（QKD） ——最后但并非最不重要的是，区块链。

这份清单让我无法深入了解问题的每一个细节，而且我列出的大部分内容都有非常详细的维基百科页面。我们只需要以下信息：

• 量子力学真的很奇怪。在Physics.SE 上，有 12000 个关于这些事情的问题，因为正如我所说的很奇怪。对我们来说有趣的奇怪属性是：

  这源于量子力学的一个基本方面：测量量子系统的过程通常会干扰系统。（QKD 维基百科页面）

• 量子计算机（尚不存在）可以使用与常规 CPU 不同的算法。有像Shor算法这样的算法可以缩短经典加密的工作时间。
• 当前的密码学基本上只是提出使用传统计算难以解决的数学问题。更重要的是，破解代码所需的时间足够长，足以达到信息对攻击者有价值的时间点。
• 区块链使用——非常简单地说——经典的加密方法来保证它们的安全。

这意味着什么？

我们可以停在这里。没有量子计算机。我们目前的加密方法和标准非常好。（如果您因为某些三字母组织的地下室中存在任何现有的量子计算机而戴着锡箔帽，请考虑Skeptics.SE。）

但如果有量子计算机呢？

如果我们必须保护我们的 IoT 应用程序免受支持量子计算的攻击者的攻击，那么该技术要么相对常见，要么您具有非常高的安全标准。无论哪种方式，为了我们的防量子攻击者物联网区块链，这并不重要，我们希望它是安全的。

白皮书为我们提供的解决方案是什么，它如何应用于物联网？

经过一些丢弃的方法后，核心是这样的：

在目前的工作中，我们描述了一个基于 QKD 的区块链平台，并实施了一个实验来证明其在三节点城市 QKD 网络中的能力。

（第2页）

白皮书描述了一个使用量子密钥分发的区块链平台。伟大的。因此，他们不会对区块链中任何内容的任何传输进行加密。他们“只是”切换签名的身份验证密钥。

哇，什么？你是说？为什么区块链会关心这个？身份验证在区块链中无关紧要！这是正确的，经典区块链计算的参与者没有经过身份验证。事实上，许多人认为，不开放和未经许可的区块链并不是真正的区块链。甚至报纸上说：

QKD 用于区块链的效用可能看起来违反直觉，因为 QKD 网络依赖于节点之间的信任，而许多区块链的特点是缺乏这种信任。

（第2页，强调我的）

当然，也有人说，每一个区块链都是一个区块链。

该blockchain是一个分布式数据库中的记录是连续的块的形式组织。

（第 4 页，重点不是我的）

从这两个摘录中可以得出另一个主要缺点：

总而言之，我们开发了一种区块链协议，该协议具有信息理论上安全的身份验证，其基于网络，其中每对节点通过 QKD 链接连接。

（第 3 页）

我们实验工作的基础是我们最近开发的模块化 QKD 设备 [25, 35–38]，由 National Instruments NI PCIe-7811R 卡驱动。此设置使用由 FPGA 板 Spartan-6 控制的半导体激光器 LDI-DFB2.5G 以标准电信波长 1.55 m 和 10 MHz 重复率生成光脉冲。我们使用了 ID Quantique 的 ID230 单光子探测器。

（第 4 页）

简而言之，每个节点都有一个 OKD 链接。因此，每个节点都有一个光子探测器。这也是这个 get 真的非物联网-y。每个使用这种区块链的物联网设备都需要一个光子状态传感器（因为光子是最常见的量子状态传输介质）。

概括

当前的区块链实现在边缘（即在设备上用比特币购买东西的人）和创建新块的计算实体（即矿工）之间存在一定程度的分离。

经典区块链中任何交易的真实性都是由矿工（通过工作量证明）得出的。交易本身可以由边缘设备轻松创建。

采用 QKD 只允许具有有效量子密钥的参与者添加交易。这意味着在每个支持交易的设备上都有高度调谐的量子状态传感设备。

TL;DR——量子什么？！

有趣的研究项目，但目前没有潜在的攻击者，即使有硬件，物联网在经济上也不可行。