On the Construction of a Post-Quantum Blockchain for Smart City
由于一些特殊的特性和功能,区块链是一种非常有用的技术,可以安全地组织智能城市中的各种设备。它有着广泛的应用,特别是在分布式环境中,诸如无线传感器之类的实体需要确定服务器的真实性。由于解决后量子问题的当代区块链技术尚未设计出来,在这项研究中,我们研究了后量子环境中的区块链,并试图发现它如何抵御量子计算的攻击。此外,传统的基于工作量证明(PoW)的共识协议(如比特币)无法提供内存挖掘,区块链中每个区块的交易能力有限,需要扩展。为此,提出了一种新的面向智慧城市应用安全和隐私的后量子工作量证明(post-quantum PoW)共识算法。与现有的经典基于哈希的PoW算法相比,它不仅可以用于在量子计算攻击下保护区块链,而且还可以提供内存挖掘。同时,将基于身份的后量子签名嵌入到交易过程中,构造轻量级交易。随后,我们详细描述了区块链中后量子轻量级事务的执行。总体而言,这项工作有助于丰富未来后量子区块链的研究,并支持新兴的基于区块链的智慧城市的建设或架构。
2020-12-31 cs.CR
Post-Quantum Blockchain: Challenges and Opportunities
本文综述量子计算对依赖传统密码学的区块链技术的威胁,指出SHA-256和ECDSA等易被量子算法攻破,提出后量子密码学(PQC)构建后量子区块链(PQB)的方案,为研究者提供PQB安全指南并探讨该领域未来的挑战与机遇。
2025-08-23 cs.CR
The Security Performance Analysis of Blockchain System Based on Post-Quantum Cryptography -- A Case Study of Cryptocurrency Exchanges
本研究分析了当前加密货币交易所区块链系统面临的量子计算攻击风险,提出基于后量子密码学(PQC)的区块链系统、钱包与交易机制,实验证明PQC算法Dilithium在效率与安全性上均优于传统ECDSA。
2024-01-23 cs.CR cs.CY cs.SE
A PLS blockchain for IoT applications: protocols and architecture
本文提出了一种用于本地物联网网络的许可区块链的架构和协议套件。该架构基于密封的定序器和运行(后量子)Guy Fawkes协议的雾服务器。区块链的区块与任何用户数据和有效性证明一起存储在联网的内容可寻址存储中。我们认为,尽管资源有限,但典型的物联网设备可以直接使用我们的区块链协议,而无需可信的中介。这包括发布和监控交易以及没有明确公钥的链下(后量子)紧急通信。关键词:区块链,Guy Fawkes协议,后量子,HORS-OTS,LoRa,并发传输
2020-08-14 cs.CR
Towards post-quantum blockchain: A review on blockchain cryptography resistant to quantum computing attacks
该综述研究后量子密码系统及其在区块链与分布式账本技术中的应用,分析代表性后量子区块链系统的挑战,对比主流后量子公钥加密和数字签名方案的特性与性能,为相关研究者和开发者提供后量子区块链安全的全面视角与指导。
2024-02-01 cs.CR quant-ph
Towards A Post-Quantum Cryptography in Blockchain I: Basic Review on Theoretical Cryptography and Quantum Information Theory
本文探讨了量子计算机对传统密码学区块链及加密货币的威胁,指出在区块链中实施后量子密码学(抗量子密码学)以实现量子抗性的必然性。
2024-07-19 cs.CR q-fin.CP
A Survey and Comparison of Post-quantum and Quantum Blockchains
本文综述并比较了后量子区块链与量子区块链两种抵御量子攻击的路线,分析其在结构、安全、隐私等方面的差异,并总结当前研究趋势与开放挑战。
2024-09-02 cs.CR quant-ph
Post Quantum Secure Blockchain-based Federated Learning for Mobile Edge Computing
Hunan University(湖南大学);Deakin University(迪肯大学)
移动边缘计算(MEC)一直是移动数据通信和边缘处理的一种很有前途的范例。我们的目标是将联邦学习(FL)和区块链的突出功能应用到MEC架构中,例如连接的自动驾驶汽车,以同时实现完全的去中心化,不变性和奖励机制。FL对于具有受限连接的移动设备是有利的,因为它需要将模型更新传递到中心点,而不是大量的数据通信。例如,自动联网车辆中的FL可以增加数据多样性并允许模型定制,即使车辆在短时间内未连接(通过利用其本地模型),也可以进行预测。然而,现有的同步FL和区块链由于移动性引起的损害而产生极高的通信成本,并且不直接适用于MEC网络。我们提出了一个完全异步的区块链联邦学习(BFL)框架,称为BFL-MEC,其中移动客户端及其模型独立发展,但保证全局学习过程的稳定性。更重要的是,我们在BFL-MEC上使用后量子安全功能来验证客户端的身份并抵御恶意攻击。我们所有的设计假设和结果进行了广泛的模拟评估。
2023-02-26 cs.CR cs.DC cs.LG
Quantum Disruption: An SOK of How Post-Quantum Attackers Reshape Blockchain Security and Performance
Northeastern University(东北大学);Ripple Inc(Ripple公司)
本文研究了后量子密码学在区块链系统中的影响,指出其集成需要架构重新设计而非简单替换,以保障安全性和效率。
2026-08-14 cs.CR
Domain Specific Post Quantum Signatures for Blockchains
Sei Labs;University of Portsmouth(朴茨茅斯大学)
本文提出区块链需要领域特定的后量子签名,形式化交易授权和法定人数证书要求,评估多种方案,指出NIST单签名者签名虽必要但非直接替代,缺失的是共识就绪的签名配置文件。
2026-09-22 cs.CR
Compact Shielded CSV: Post-Quantum, Private, Lightweight Client-Side Validation Blockchain
Orbs;Imperial College London(帝国理工学院)
提出紧凑屏蔽CSV,一种后量子私有客户端验证区块链,通过链下存储密码学工件并将链上足迹缩减至3个哈希,引入去悲伤器机制仅用哈希承诺防双花,为私有可扩展后量子支付奠定基础。
2026-09-29 cs.CR
Quantum Futures Interactive: A Live Demonstration of Post-Quantum Blockchain Security, Infrastructure Tradeoffs, and Sustainable Distributed Trust
Amazon Web Services(亚马逊云科技);Tenorshare(腾信);Duke Kunshan University(杜克昆山大学)
本文通过量子期货互动平台展示从经典到抗量子区块链系统的过渡,探讨后量子密码学在区块链安全、基础设施权衡和可持续分布式信任中的应用与挑战。
2026-08-04 cs.CR cs.CY cs.ET
Aegis: Tethering a Blockchain with Primary-Chain Stake
Aegis是一种被锚定区块链协议,通过主链权益抵押和同步/部分同步假设,利用区块引用、检查点和委员会重置,在保证安全性的同时实现快速进展。
2025-04-24 cs.CR cs.DC
ZK-ACE: Identity-Centric Zero-Knowledge Authorization for Post-Quantum Blockchain Systems
Yeah LLC(Yeah有限责任公司)
提出ZK-ACE协议,通过将交易签名替换为基于身份的零知识证明,实现后量子区块链上授权数据量减少一个数量级,并提供安全性证明与两种实现后端。
2026-05-28 cs.CR cs.DC
A Blockchain-Enabled Framework of UAV Coordination for Post-Disaster Networks
本文提出一个基于联盟区块链、智能合约和DPoS-PBFT共识协议的无人机协调框架,以解决灾后多机构协同中的安全、隐私与效率问题,并通过仿真验证其在透明度、自动化和抗攻击方面的优势。
2024-02-23 cs.CR cs.SY eess.SY
Building Resilient Web 3.0 with Quantum Information Technologies and Blockchain: An Ambilateral View
Web 3.0追求建立基于区块链技术的去中心化生态系统,以推动实体商业和治理的数字化转型。通过基于密码技术的区块链中的共识算法和智能合约,实现数字身份、数字资产管理、去中心化自治组织和去中心化金融,为Web 3.0中安全透明的数字经济服务,促进数字经济与实体经济的融合。随着量子设备的快速实现,Web 3. 0正在与量子云计算和量子互联网的部署并行发展。在这方面,量子计算首先颠覆了保护数据安全的原始密码系统,同时利用量子计算和通信的优势重塑现代密码学。因此,这项调查从双边的角度全面概述了基于区块链的Web 3.0及其量子和后量子增强。一方面,一些后量子迁移方法和反量子签名为区块链内部技术提供了在量子攻击下实现不可伪造安全的潜在方法。另一方面,一些量子/后量子加密和验证算法提高了区块链的外部性能,实现了去中心化、有价值、安全的区块链系统。最后,我们讨论了开发可证明的安全分散式数字生态系统的未来方向。
2023-03-23 cs.CR
Using Blockchain to Rein in The New Post-Truth World and Check The Spread of Fake News
近年来,“假新闻”已成为一个全球性问题,对人类社会和民主提出了前所未有的挑战。这一问题的产生,是由于(1)人类生活的数字化和通过社交网络应用传播新闻的便利化等各种伴随现象的出现(如Facebook和WhatsApp);(2)“大数据”的可用性,允许定制新闻馈送和创建两极分化的所谓“过滤泡沫”;以及(3)生成机器学习(ML)和深度学习(DL)算法在创建逼真但虚假的数字内容(如文本、图像和视频)方面取得的快速进展。打击虚假新闻和虚假信息的猖獗增长至关重要。在本文中,我们提出了一个基于区块链的假新闻预防框架的高级概述,并强调了这种基于区块链的框架在解决假新闻方面的各种设计问题和考虑。
2019-03-28 cs.CR
Will Central Bank Digital Currencies (CBDC) and Blockchain Cryptocurrencies Coexist in the Post Quantum Era?
本文探讨后量子时代央行数字货币与区块链加密货币的共存可行性,分析量子算法、MPC与OT等密码技术的影响及整合后量子密码学的挑战,结论认为通过协作努力解决障碍可实现长期共存。
2024-11-10 cs.CR cs.ET
ChipmunkRing: A Practical Post-Quantum Ring Signature Scheme for Blockchain Applications
本文提出面向区块链的实用后量子环签名方案ChipmunkRing,基于Chipmunk格基密码框架,通过精简零知识协议Acorn Verification实现线性认证复杂度,提供紧凑签名与112位后量子安全保护。
2025-09-17 cs.CR
PQBFL: A Post-Quantum Blockchain-based Protocol for Federated Learning
针对联邦学习中的模型、隐私及量子安全威胁,本文提出PQBFL协议,融合后量子密码、区块链、混合通信与棘轮机制,保障全轮次安全、身份隐私和声誉认证。
2025-02-20 cs.CR
Blockchain Infrastructure for Intelligent Cyber--Physical--Social Systems:Post-Quantum Security, Interoperability, and Trustworthy Data Economies in the Era of Embodied AI
Hong Kong University of Science and Technology(香港理工大学);Sun Yat-sen University(中山大学);Amazon Web Services(亚马逊网络服务);Duke Kunshan University(杜克昆山大学)
本教程探讨区块链作为协调层,融合后量子密码学与具身AI,实现可扩展、可信的数据经济与跨组织治理。
2026-06-05 cs.AI cs.CR cs.CY
PQS-BFL: A Post-Quantum Secure Blockchain-based Federated Learning Framework
Department of Multidisciplinary Engineering, Texas A&M University(多学科工程系,德克萨斯A&M大学);Department of Engineering Technology & Industrial Distribution, Texas A&M University(工程科技与工业分布系,德克萨斯A&M大学)
PQS-BFL通过整合后量子密码学与区块链技术,为联邦学习提供抗量子攻击的安全框架,实现了高效的加密操作和模型精度。
2025-05-03 cs.CR cs.LG
Blockchain-Driven AI-Enhanced Post-Quantum Multivariate Identity-based Signature and Privacy-Preserving Data Aggregation Scheme for Fog-enabled Flying Ad-Hoc Networks
Wright State University(赖特州立大学);University Of Cincinnati(辛辛那提大学)
本文提出一种基于区块链和AI的后量子多变量身份基签名方案,用于解决雾 enabled 飞行自组网中的安全与隐私问题,通过多项式加密和聚合签名实现高效安全的数据聚合。
2026-04-20 cs.CR
Blockchain-Envisioned Post-Quantum Secure Sanitizable Signature for Audit Logs Management
提出首个基于多元的抗量子安全可清洗签名方案Mul-SAN,结合区块链技术,为企业组织和政府等场景提供安全、高效且防篡改的审计日志管理机制。
2024-03-25 cs.CR
Systematic Review of Cybersecurity in Banking: Evolution from Pre-Industry 4.0 to Post-Industry 4.0 in Artificial Intelligence, Blockchain, Policies and Practice
The University of Sheffield(谢菲尔德大学)
本综述回顾了银行业网络安全从工业4.0前到工业4.0后的演进,重点评估了人工智能与区块链等技术的应用,并分析了当前面临的高成本、可扩展性及网络犯罪威胁等挑战,提出了未来发展建议。
2025-02-27 cs.AI cs.CE cs.CR
Bit Commitment for Lottery and Auction on Quantum Blockchain
本文提出了一个基于量子区块链的彩票协议和拍卖协议。我们的彩票协议满足随机性、不可预测性、不可伪造性、可验证性、分散性和无条件安全性。我们的拍卖协议满足投标保密性、后验保密性、投标约束性、分散性和无条件安全性。除了量子区块链,这两个协议涉及的主要技术是量子比特承诺。由于量子区块链和量子比特承诺都可以通过现有技术实现,因此我们的协议实际上是可行的。
2020-04-21 cs.CR
Obscura-PQ: Post-Quantum Privacy-Preserving Protocol for the Algorand Blockchain Using Lattice-Based Linkable Ring Signatures
Emory University(埃默里大学)
针对公共区块链隐私协议易受量子攻击的问题,提出可在Algorand链上原生验证的后量子隐私协议Obscura-PQ,基于格可链接环签名实现,完成测试网验证。
2026-08-25 cs.CR
Quantum Blockchain Survey: Foundations, Trends, and Gaps
Southeast Missouri State University(东南密苏里州立大学);Indiana University Bloomington(印第安纳大学伯明顿分校)
本文调查量子区块链的基础、趋势与研究缺口,分析后量子区块链与量子区块链的密码学基础、架构设计及实现挑战,探讨安全、可扩展性和部署的权衡,并指出开放性研究问题。
2026-01-19 cs.CR cs.DC cs.ET
The Cost of Quantum Resistance: A Hash-Based Commit-Reveal Alternative for Minimizing Blockchain Infrastructure Overhead
Artema LABS(Artema 实验室)
本文提出一种基于哈希的提交-揭示方案,通过将单签交易替换为两个轻量级交易,以减少区块链基础设施开销,同时保持量子安全。
2026-05-07 cs.CR
Permissionless Blockchains and Secure Logging
区块链技术使相互不信任的参与者能够在无需许可的情况下就分布式和分散式分类账(称为区块链)的状态达成共识。区块链的共识协议在全球网络上强加了一个统一的系统状态视图,一旦一个区块在区块链中稳定,其数据对所有用户都是可见的,并且不能被追溯修改或删除。由于这些特性,区块链技术被视为一种通用的共识基础设施,并在此基础上构建了各种系统。本文在安全日志的背景下对无权限区块链系统进行了研究和调查。我们假设了安全日志系统所需的最基本属性,并通过考虑广泛的应用,深入了解区块链技术如何满足这些要求。基于调查,我们激发了基于区块链的安全日志系统的相关研究前景和挑战,并强调了一些特定问题的潜在解决方案。
2019-03-10 cs.CR
Quantum-Resilient Blockchain for Secure Transactions in UAV-Assisted Smart Agriculture Networks
本文提出量子弹性区块链框架,结合后量子密码与轻量共识,提升无人机辅助智能农业交易的安全性、吞吐量和抗量子能力。
2025-05-21 cs.CR
Blockchain-Enhanced UAV Networks for Post-Disaster Communication: A Decentralized Flocking Approach
本研究针对灾后异构无人机集群协调与安全难题,提出区块链赋能框架,结合联盟链、DPOS-PBFT混合共识与去中心化集群算法,实现高可扩展、低延迟、强网络韧性的灾后无人机通信保障。
2024-03-05 cs.CR cs.SY eess.SY
Assessing the Impact of Post-Quantum Digital Signature Algorithms on Blockchains
PUCRS(天主教巴西利亚大学);UNIPAMPA(巴伊亚联邦大学帕姆帕校区);IFRS(南里奥格兰德联邦学院)
本文提出评估PQC和传统加密算法在区块链中的性能方法,发现PQC在高安全级别下优于ECDSA,且在低安全级别下开销较小。
2025-10-10 cs.CR cs.ET cs.PF
CrowdAL: Towards a Blockchain-empowered Active Learning System in Crowd Data Labeling
针对主动学习与众包结合中的共识与隐私挑战,提出区块链赋能的CrowdAL系统,利用智能合约评估工人表现并聚合结果,以零知识证明保护隐私。
2025-02-27 cs.CR
Development of a Quantum-Resistant File Transfer System with Blockchain Audit Trail
本文提出一种结合后量子密码算法与区块链的模块化文件传输系统,通过Kyber加密、Dilithium签名及区块链审计追踪实现量子抗性、可审计和去中心化的安全数据访问。
2025-04-10 cs.CR
SAI-BA-IoMT: Secure AI-Based Blockchain-Assisted Internet of Medical Things Tool to Moderate the Outbreak of COVID-19 Crisis
最近,中国武汉报告了一种传染病,即2019年冠状病毒病(COVID-19),随后在几个月内蔓延到全球。于二零二零年五月十六日,COVID-19疫情已影响全球多个国家。在本文中,我们将介绍区块链、加密技术、医疗物联网(IoMT)和人工智能(AI)技术的融合如何在COVID-19大流行的情况下解决这一问题。此外,我们提出了一个安全的基于AI的区块链辅助IoMT(SAI-BA-IoMT)模型,用于COVID-19危机中的医疗保健系统。本文还探讨了大流行后世界可能经历的后电晕危机。此外,我们展示了所提出的模型的潜在应用,以解决源于冠状病毒的困难。
2021-08-21 cs.CR
PQFabric: A Permissioned Blockchain Secure from Both Classical and Quantum Attacks
Hyperledger Fabric是一个突出而灵活的解决方案,用于构建许可的分布式账本平台。访问控制和身份管理依赖于成员服务提供程序(MSP),其加密接口仅处理用于身份验证的标准PKI方法:RSA和ECDSA经典签名。此外,MSP颁发的证书可能只使用一种签名方案,将与证书相关的功能绑定到经典的单签名原语。RSA和ECDSA容易受到量子攻击,目前正在进行量子后标准化过程,以确定量子安全的替代品。在本文中,我们提出了重新设计的织物的凭证管理程序和相关规范,以纳入混合数字签名,防止经典和量子攻击使用一个经典和一个量子安全的签名。我们创建了PQFabric,这是一种具有混合签名的Fabric实现,它与开放量子安全(OQS)库集成。我们的实现提供了完整的加密灵活性,能够执行实时迁移到混合量子安全区块链,并为每个节点选择任何现有的OQS签名算法。我们将PQFabric与每个NIST候选和替代方案进行比较基准测试,发现长公钥和签名会导致哈希时间增加,有时与签名或验证消息本身所花费的时间相当。这是将区块链迁移到后量子签名中的一个新的和潜在的重要问题。
2020-12-23 cs.CR
SoK of Used Cryptography in Blockchain
区块链的基础是密码学和密码学概念,提供可靠和安全的分散解决方案。尽管最近的许多论文研究了区块链在不同工业领域的用例,如金融,医疗保健,法律关系,物联网,信息安全和共识建立系统,但只有少数研究仔细研究了区块链中使用的加密概念。据我们所知,没有知识系统化(SoK)可以完整地描述已经部署或有可能部署在区块链中的现有加密概念。在本文中,我们全面回顾并系统化了区块链中已经使用的所有加密概念。此外,我们还列出了一些尚未应用但有很大潜力改进当前区块链解决方案的加密概念。我们还包括区块链领域中这些加密概念的可能实例。最后但并非最不重要的是,我们明确假设了21个对区块链感兴趣的密码学家可以解决的挑战性问题。
2019-09-02 cs.CR cs.IT cs.NI
Performance Analysis of Quantum-Secure Digital Signature Algorithms in Blockchain
University of Tartu(塔尔图大学)
本研究分析了量子安全数字签名算法在区块链中的性能,重点测试了CRYSTALS-Dilithium、Falcon和Hawk等算法,并探讨了其在区块链系统中的实现与性能指标。
2026-01-25 cs.CR quant-ph
Proof of Useful Intelligence (PoUI): Blockchain Consensus Beyond Energy Waste
School of Science and Technology(科学与技术学院);Kwansei Gakuin University(片山大学);School of Engineering & Computer Science(工程与计算机科学学院);Victoria University of Wellington(威灵顿维多利亚大学)
针对区块链共识能耗高或易中心化的问题,提出PoUI混合共识机制,让工作者执行AI任务赚取代币并质押保障网络安全,兼顾安全与实用。
2025-04-24 cs.AI cs.CR
BlockMarkchain: A Secure Decentralized Data Market with a Constant Load on the Blockchain
在本文中,我们开发了BlockMarkchain,作为一个安全的数据市场,个人数据卖家可以在安全的环境中与买家交换经过认证的数据,各方之间没有任何相互信任,也不信任第三方作为中介。为了开发这个平台,我们依赖于部署在安全的公共区块链上的智能合约。这里的主要挑战是验证数据的有效性并防止各方的恶意行为,同时保护数据的隐私并考虑到区块链上可用的有限计算和存储资源。在BlockMarkchain中,买方可以选择质疑卖方的诚实性,并证明智能合约的数据无效。智能合约评估买家的索赔,并通过没收他/她的存款来惩罚不诚实的一方。BlockMarkchain具有几个显著的特征,包括(i)经过认证的数据从未在公共区块链上披露,(ii)区块链上发布的数据大小,区块链上的计算负载以及与区块链通信的成本是恒定的且可以忽略不计,以及(iii)各方验证的计算成本并不昂贵。
2020-03-25 cs.CR
Redactable blockchains and polynomial equations
Laboratoire d’informatique de l’École polytechnique, LIX, UMR 7161, CNRS(巴黎综合理工学院计算机实验室);Department of Mathematics, Queens College, City University of New York(纽约市立大学皇后学院数学系);Department of Mathematics, The City College of New York(纽约市立大学城市学院数学系)
该研究开发了后量子安全可编辑认证数据结构的新工具,其单向函数逆问题归约为多项式方程求解,该问题被认为量子安全,可用于构建可编辑区块链。
2026-08-21 cs.CR cs.NI
Cryptocurrencies in the Quantum Age: Migration Paths to PQC
Terra Quantum AG
本研究针对量子计算机对依赖椭圆曲线密码学的区块链的威胁,分析比特币、以太坊等平台的量子漏洞与攻击类型,提出含NIST标准签名在内的后量子安全迁移策略。
2026-08-25 cs.CR
Quantum solutions to possible challenges of Blockchain technology
区块链和其他分布式账本技术(DLT)的技术进步有望为寻求透明度,冗余和问责制的应用程序提供显着优势。这些新兴技术的实际采用需要整合经济高效、快速、支持QoS、安全和可扩展的设计。随着量子计算的出现,当前区块链密码系统的安全性可能会在更大程度上受到损害。量子算法,如Shor的大整数分解算法和Grover的非结构化数据库搜索算法,可以提供指数和二次加速,分别与他们的经典对应。这可能会对公钥密码系统和哈希函数造成威胁,这必然要求从经典密码学迁移到量子安全密码学。此外,区块链平台的计算延迟导致交易速度缓慢,因此量子计算原理可能会在事务处理和加速挖掘过程中提供显着的加速和可扩展性。为此,本文首先研究了当前和未来经典的最先进的区块链可扩展性和安全原语。比特币、以太坊、Corda等已经采取的相关量子安全区块链密码系统倡议在密钥大小、散列长度、执行时间、计算开销和能源效率方面进行了陈述和比较。后量子密码算法,如基于码、基于格、基于多变量等方案,由于在实际实现中的几个缺点,不太适合经典的区块链技术。解密延迟、计算资源的大量消耗和密钥大小的增加是阻碍区块链性能的一些挑战。
2021-10-11 cs.CR cs.ET
Quantum-Resilient Decentralized AI Economies: Proof-of-Useful-Work and Post-Quantum Security
University of Alabama(阿拉巴马大学)
提出一种三层架构的去中心化AI经济,用机器学习推理和训练替代哈希计算作为工作量证明,并分析其量子安全性。
2026-06-25 cs.CR
Quantum-resistance in blockchain networks
本文描述了美洲开发银行,IDB实验室,LACChain,剑桥量子计算(CQC)和Tecnologico de Monterrey为识别和消除区块链网络中的量子威胁而开展的工作。量子计算的出现威胁着互联网协议和区块链网络,因为它们利用了非量子抵抗的加密算法。当量子计算机变得足够强大,可以大规模运行Shor算法时,用于数字签名和消息加密的最常用的非对称算法,如RSA,(EC)DSA和(EC)DH,将不再安全。量子计算机将能够在短时间内打破它们。类似地,Grover的算法在某些共识协议(如工作量证明)中承认了挖掘区块的二次优势。今天,有数千亿美元的加密货币依赖于区块链分类账以及数千个基于区块链的应用程序在区块链网络中存储价值。加密货币和基于区块链的应用程序需要保证量子抗性的解决方案,以保持其公共和不可变分类账中数据和资产的完整性。我们设计并开发了一种第二层解决方案,以确保区块链节点之间通过互联网进行信息交换的安全,并在使用后量子密钥的交易中引入了第二个签名。我们的多功能解决方案可应用于任何区块链网络。在我们的实现中,量子熵是通过CQC的IronBridge平台提供的,我们使用LACChain Besu作为区块链网络。
2021-06-11 cs.CR quant-ph
Literature Review of the Effect of Quantum Computing on Cryptocurrencies using Blockchain Technology
本文通过文献综述分析Shor、Grover等量子算法对主流区块链加密货币的安全威胁,评估攻击可行时间,梳理后量子密码等应对方案,指出需提前部署抗量子技术以保障区块链加密货币的安全与信任。
2025-09-06 cs.CR
Post-Vaccination COVID-19 Data Analysis: Privacy and Ethics
针对COVID-19疫苗接种过程中的隐私和数据滥用问题,本文提出基于区块链的应用,采用IEEE 2418.2TM-2020标准数据模型,在以太坊实现,用Python API模拟验证,保障数据匿名、不可篡改及授权访问。
2024-12-01 cs.CR
Blockchain-Enhanced Framework for Secure Third-Party Vendor Risk Management and Vigilant Security Controls
本文提出一个整合区块链与智能合约的第三方供应商风险管理框架,通过实时监控关键安全控制并以iHealth迁移AWS Cloud为例验证其可显著减少脆弱性并改善事件响应。
2024-11-20 cs.CR
A Blockchain-based Quantum Binary Voting for Decentralized IoT Towards Industry 5.0
针对工业5.0中物联网易受攻击的问题,提出基于区块链的量子二元投票算法,利用后量子密码和量子通信实现安全共识,并在IBM Quantum上验证。
2025-03-26 cs.CR quant-ph
QLink: Quantum-Safe Bridge Architecture for Blockchain Interoperability
Penn State University(宾夕法尼亚州立大学)
QLink通过整合后量子密码学、量子密钥分发和硬件安全模块,构建了量子安全的区块链互操作架构,提升跨链通信的安全性和可扩展性。
2025-12-20 cs.CR
BloQBench: A Blockchain Benchmarking Framework for Quantum Supremacy
University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校)
本研究提出了一种基于区块链的智能合约,用于通过验证量子优越性谜题来实现无信任的密码学证明,并在检测到量子计算优势时触发量子安全协议,以保护区块链资产。
2026-08-04 cs.CR
A Quantum-Secure and Blockchain-Integrated E-Voting Framework with Identity Validation
本文提出一种结合量子安全和区块链的电子投票框架,通过Falcon签名和生物识别技术实现身份验证和防篡改,验证结果表明其在效率、可审计性和抗量子攻击方面的优势。
2025-11-20 cs.CR
HBFL: A Hierarchical Blockchain-based Federated Learning Framework for a Collaborative IoT Intrusion Detection
University of Queensland(昆士兰大学)
物联网生态系统安全态势的持续加强至关重要,因为互联设备的数量和共享的敏感数据量不断增加。利用机器学习(ML)功能防御物联网网络攻击具有许多潜在的好处。然而,目前提出的框架没有考虑数据隐私,安全架构和/或物联网生态系统的可扩展部署。在本文中,我们提出了一个基于分层区块链的联邦学习框架,以实现安全和隐私保护的协作物联网入侵检测。我们强调并展示了在组织间物联网网络之间共享网络威胁情报以提高模型检测能力的重要性。建议基于ML的入侵检测框架遵循分层联邦学习架构,以确保学习过程和组织数据的隐私。交易(模型更新)和流程将在安全的不可变分类账上运行,执行任务的一致性将由智能合约验证。我们已经测试了我们的解决方案,并通过实施它并使用关键的物联网数据集评估入侵检测性能来证明其可行性。其结果是一个安全设计的基于ML的入侵检测系统,能够检测到广泛的恶意活动,同时保护数据隐私。
2022-04-08 cs.CR cs.LG cs.NI