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Quantum-resistant blockchain and performance analysis
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AI
DOI：10.1007/s11227-025-07018-y.png)
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摘要
En 中文
区块链技术通过整合公私钥密码学、哈希算法和共识机制等密码学技术，实现在非信任环境中的安全信息与价值交换。它有望成为未来价值互联网的基础性技术。然而，当前主流区块链的安全依赖于易受量子攻击的公钥加密算法，因为其安全性取决于在经典计算模型中解决整数分解和离散对数等数论问题的计算难度。本文研究了抗量子区块链技术以应对这些脆弱性。首先，分析了现有区块链系统在签名算法、TLS层数据交换、共识机制和隐私保护等多个层面的量子攻击易感性。其次，对有前景的抗量子签名和密钥封装算法进行了全面比较，评估了其在资源利用、密钥大小等关键指标上的特性和性能。在此基础上，本文提出了一种用于衡量抗量子区块链性能指标的通用框架，并建议通过优化区块大小和共识机制等方法提升系统性能。此外，还呈现了对现有抗量子区块链解决方案的多维度比较分析。这项工作突出了实现区块链系统抗量子化的挑战，并为研究人员设计抗量子区块链解决方案和优化其性能提供了有价值的见解和指导。
Keyword:
Blockchain
Post-quantum signature
TLS
Consensus