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Practical Iterative Quantum Consensus Protocol With Sharding Construction
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DOI：10.1109/JSAC.2025.3568014.png)
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摘要
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随着量子区块链的发展，量子共识协议已获得越来越多的关注，它们在推动量子区块链的实施中发挥着关键作用。然而，现有的协议源于经典共识算法，由于当前量子技术的局限性，面临着实际应用挑战。第一个挑战是生成大规模纠缠量子状态的瓶颈。第二个挑战源于恶意量子状态的生成。最后一个挑战涉及隐私问题。为解决这些挑战，我们提出了一种实用的迭代式量子共识协议，采用分片结构，即Q-Union。实际上，Q-Union采用了一种迭代共识算法，其中参与节点被划分为多个较小的分片，共识过程在当前分片内进行，只有在未能达成共识时才引入新的分片。利用Greenberger-Horne-Zeilinge状态和Aharonov状态，Q-Union借助量子力学的优势实现匿名共识，保护参与节点的私有信息。此外，通过集成状态验证，Q-Union确保在存在生成对抗量子状态的恶意节点时，共识过程的正确性。最后，证明Q-Union还能防御来自恶意节点的拜占庭攻击，与传统非分片共识协议保持相同的安全级别。具体而言，在同步通信条件下，当参与节点中的恶意节点比例小于1/2时，它始终输出正确的共识结果。理论与性能分析均表明，所提出的Q-Union协议相比当前先进协议具有更优的性能。
Keyword:
Quantum blockchain
quantum consensus
Byzantine fault tolerance
anonymous voting
期刊
IF:
17.2
论文数:
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被引数:
3.1W
机构
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