Quantum computing provides the feasible multi-layered security challenges to classical blockchain systems. Quantum blockchains that relies on quantum key distribution (QKD) to establish secure channels can address this feasible threat. Whereas, there are still architecture limitations to practical security resulted in the measurement devices while implementing the QKD-based blockchains in physical layer. This paper presents a distributed architecture in quantum blockchain to address the connectivity and distance limitations of the QKD-secured networks. A decoupled architecture is designed felicitously so that it pairs a linearly scalable measurement-device-independent (MDI) physical layer with a decentralized consensus.It can optimize the complexity of infrastructure from quadratic to linear scaling, ascribed to leveraging the twin-field (TF) QKD protocol with the MDI-structurized star topology. Additionally, the dual-key stratification strategy transforms symmetric information-theoretic security into publicly auditable forward-secret blockchain evidence. This architecture can integrate information-theoretic security with distributed consensus mechanisms, allowing the scalable system to overcome the potential rate-loss limits inherent in traditional security-weakened blockchains.


翻译:量子计算对经典区块链系统构成了多层次的安全挑战。依赖量子密钥分发(QKD)建立安全通道的量子区块链可以应对这一潜在威胁。然而,在物理层实现基于QKD的区块链时,测量设备仍会导致实际安全性的架构限制。本文提出了一种量子区块链中的分布式架构,以解决QKD安全网络的连接性和距离限制。该架构通过巧妙设计解耦结构,将线性可扩展的测量设备无关(MDI)物理层与去中心化共识算法配对。得益于采用MDI结构化星型拓扑的双场(TF)QKD协议,基础设施的复杂度从二次方优化为线性增长。此外,双密钥分层策略将信息论安全性转化为可公开审计的前向安全区块链证据。该架构能够将信息论安全性与分布式共识机制相结合,使可扩展系统克服传统安全性弱化区块链固有的潜在速率-损耗限制。

0
下载
关闭预览

相关内容

区块链(Blockchain)是由节点参与的分布式数据库系统,它的特点是不可更改,不可伪造,也可以将其理解为账簿系统(ledger)。它是比特币的一个重要概念,完整比特币区块链的副本,记录了其代币(token)的每一笔交易。通过这些信息,我们可以找到每一个地址,在历史上任何一点所拥有的价值。

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
《量子云系统安全漏洞:新兴威胁综述》最新综述
专知会员服务
16+阅读 · 2025年5月2日
《区块链和量子计算》MITRE公司
专知会员服务
26+阅读 · 2023年1月4日
面向端边云协同架构的区块链技术综述
专知会员服务
49+阅读 · 2021年12月24日
区块链数据安全服务综述
专知会员服务
56+阅读 · 2021年11月10日
专知会员服务
25+阅读 · 2020年9月14日
【资源】Blockchain 区块链中文资源阅读列表
分布式核心技术知识图谱,带走不谢
架构师之路
12+阅读 · 2019年9月23日
区块链隐私保护研究综述——祝烈煌详解
计算机研究与发展
23+阅读 · 2018年11月28日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 4月17日
VIP会员
最新内容
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:54
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:52
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
5+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
6+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
10+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
相关资讯
【资源】Blockchain 区块链中文资源阅读列表
分布式核心技术知识图谱,带走不谢
架构师之路
12+阅读 · 2019年9月23日
区块链隐私保护研究综述——祝烈煌详解
计算机研究与发展
23+阅读 · 2018年11月28日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员