量子力学和区块链确保物联网安全

#1 楼

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，它们就会与物联网混合在一起，物联网已经被嘲笑地归入了一半人能得到的同一种未来派物品中。

所以，让我们整理一下内容。我假设您指的是挖出的这篇文章Aurora。不幸的是，该站点将所有物联网技术都融合在一起。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IoT联盟）。

紧接着引用的新闻文章，我们找到了一份有关“量子安全的区块链”的白皮书。显然，我们需要一些基础知识来理解该白皮书，这在白皮书中并不罕见，它假设了很多有关量子力学，量子计算机，运行在量子计算机上的算法，加密方法，它们在受到量子计算机攻击时的弱点，量子密钥的知识分发（QKD），最后但并非最不重要的是区块链。

此列表使您无法深入研究问题的每个细节，而我列出的大多数内容中都有非常详细的Wikipedia页面。我们只需要以下信息：


量子力学真的很奇怪。在Physics.SE上有关于这些问题的1.2万个问题，因为正如我所说的那样，这很奇怪。对我们来说，有趣的怪异特性是：


这是量子力学的一个基本方面的结果：测量量子系统的过程通常会扰乱该系统。 （QKD Wikipedia页面）


Quantum计算机（尚不存在）可以使用与常规CPU不同的算法。有一些像Shor算法这样的算法可以简化经典加密。
当前的密码学基本上只是提出了数学问题，而使用常规计算则很难解决这些数学问题。更重要的是，破解代码所需的时间足够长，以至于无法及时获得对攻击者有价值的信息。

区块链对其使用经典的加密方法（非常简单）安全。

是什么意思？

我们可以在这里停止。没有量子计算机。我们当前的加密方法和标准还不错。 （如果在某些三字母组织的地下室中已有量子计算机，那么您是否戴着锡纸帽子，请考虑“怀疑论者”。）

但是如果有量子计算机？

如果我们必须保护我们的Io​​T应用程序免受启用量子计算的攻击者的攻击，那么该技术要么比较普遍，要么您具有很高的安全性标准。无论哪种方式，对于我们的防量子攻击物联网区块链来说，都没关系，我们希望它安全。

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？

在一些废弃的方法之后，核心是：


在当前工作中，我们描述了一个基于QKD的区块链平台并实现了一个实验演示（第2页）

（白皮书2）

白皮书中描述了使用量子密钥分配的区块链平台。大。因此，它们不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。

等等，什么？你在说什么为什么区块链会在乎呢？身份验证与区块链无关！没错，经典区块链计算中的参与者未通过身份验证。实际上，许多人认为未开放和未经许可的区块链并不是真正的区块链。连论文都说：


QKD在区块链上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，而许多区块链的专长是缺乏这种信任。


（第2页，重点是我的） ）

当然，有人说，每个区块链都是一个区块链。


区块链是一个分布式数据库，其中的记录以连续块的形式组织。


（第4页，重点不是我的） ）

这两个摘录还有另一个主要缺点：


总而言之，我们开发了一种具有信息论安全认证的区块链协议。基于通过QKD链接连接每对节点的网络。


（第3页）


我们的实验基础我们的工作是由NI NI PCIe-7811R卡驱动的我们最近开发的模块化QKD设备[25，35–38]。该设置使用由FPGA板Spartan-6控制的半导体激光器LDI-DFB2.5G产生标准电信波长1.55 m和10 MHz重复频率的光脉冲。我们使用了ID Quantique的ID230单光子探测器。


（第4页）

简短地说，每个节点都有一个OKD链接。因此，每个节点都有一个光子检测器。这也是真正的非物联网时代。每个采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）。

摘要

当前的区块链实现有一个边缘（即在设备上购买比特币的东西的人）与创建新块的计算实体（即矿工）之间的隔离级别。

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。边缘设备可以轻松创建事务本身。

使用QKD仅允许具有有效量子密钥的参与者添加交易。这意味着在每个具有交易功能的设备上都需要经过高度优化的量子状态传感设备。

DR—Quantum什么？！

有趣的研究项目，但目前没有潜在的攻击者和即使有硬件也会使其在物联网上在经济上不可行。