Полностью квантовый блокчейн подобен машине времени
Ученые представили концепцию полностью квантового блокчейна, отдельные звенья которого могут влиять на предыдущие, таким образом напоминая машину времени. Такая связь сохраняется даже в случае, если носителей информации о прошлом блоке уже не существует. Также такой способ хранения информации будет неуязвим для взлома даже при помощи мощного квантового компьютера. Препринт с описанием идеи опубликован на сайте arXiv.org.
Блокчейн — это разделенная на сегменты база данных, в которой в следующих элементах содержится информация о предыдущих. Самым известным применением этой технологии являются криптовалюты, такие как биткоин, у которых в виде блокчейна хранится информация об операциях пользователей, что позволяет построить распределенную систему подтверждения транзакций. В последнее время появляются предложения и первые попытки использовать блокчейн и во многих других областях цифровой экономики.
Однако у этой технологии на данный момент есть несколько проблем, одной из которых является возможность взлома достаточно мощным квантовым компьютером. Эта опасность зависит от конкретных используемых криптографических алгоритмов и вряд ли приведет к мгновенному краху, например, биткоина, но позволит проводить нелегальные в рамках системы операции, в частности, перенаправлять криптовалюту на другие кошельки. В новой работе ученые из Новой Зеландии представляю концепцию полностью квантового блокчейна, устойчивого к атакам с использованием квантового компьютера. Модифицированные с применением идей из квантовой механики варианты блокчейна уже предлагались, в частности, коллективом из Российского квантового центра, дополнившим классический блокчейн системой, реализующей протокол квантовой генерации ключа, но сам блокчейн еще никто не предлагал сделать квантовым, отмечают авторы новой работы.
Новая концепция опирается на понятие квантовой запутанности — явлением связанности между свойства частиц в определенном состоянии. Квантовые компьютеры и другие подобные инструменты опираются за запутанность в пространстве, то есть свойства участвующих частиц оказываются связаны вне зависимости от того, насколько далеко они разнесены. Квантовый блокчейн предложили сделать на основе запутанность во времени — в то время как безопасность обычного блокчейна обеспечивается криптографией, в квантовом защищенность обеспечивается запутанными фотонами, причем даже в случае, если какая-то пара фотонов никогда не существовала одновременно. В результате потенциальный хакер не сможет подделать старый блок информации, так как кодировавший его фотон уже был поглощен одним из узлов сети. Единственным вариантом является подделка самого нового блока, но в случае успеха вся система будет автоматически оповещена о взломе. Также авторы отмечают, что все необходимые принципиальные компоненты квантового блокчейна уже были по отдельности продемонстрированы в различных экспериментах.