密码技术可用于提升
区块链的系统效率。认证信道技术是用于提升系统效率的主要密码技术。应用该项技术可确保通信双方能够确认对方的身份。在认证信道的基础上,效率提升的一般方式是选举少部分网络节点作为某个时间周期内责任节点,责任节点内部执行实用拜占庭协议等共识机制完成对交易的确认与记录。采用此类方式的区块链可以大大提高每秒处理的交易数量,并极大地缩短交易延迟。
密码技术可用于保护区块链交易隐私。在密码学中已有多种保护交易隐私的技术。秘密承诺既能保证在承诺公开前接收者无法知悉承诺的具体秘密,同时还能保证一旦做出承诺,承诺者就不能对承诺的秘密内容做任何变更。零知识证明允许证明者证明一个隐含秘密输入的命题,但不会泄露命题以外关于秘密的任何信息。零知识证明与秘密承诺相结合,可用于保守交易金额秘密和保护智能合约隐私。可链接环签字将签字者的身份隐藏在一个群体之中,并保证任何人均能辨别两个环签字是否由同一个签字者产生。可链接环签字可以为防范重复交易提供安全保障。盲签字允许签字者对消息签字而无需知道被签署消息的内容,也不能对前后签署的消息做任何关联。同态加密技术允许对密文做有意义的计算,而无需知道加密隐藏的消息内容,可用于
数字货币与区块链中的交易内容保护。安全多方计算技术允许参与方完成共同的计算任务而不泄露各自的秘密输入。超过三方的安全多方计算效率还很低,难以大规模应用。
在区块链中实现监管尤其重要,可用于区块链交易监管的密码技术主要包括群签字与群加密技术。群签字除了提供类似环签字的匿名保护外,必要时,其中的群管理员利用持有的私钥可以追踪签字者的身份。群加密将接收者隐藏在一个群体中,除当事方和群管理员以外,无人能确定接收者的身份。但必要时,群管理员可以用自己的私钥快速追踪接收者的身份。群签字与群加密技术适用于中心化监管,实现监管机构对交易活动的穿透式监管,防范不法分子利用数字货币与区块链匿名功能实施违法犯罪活动。
当前应用中的密码技术绝大多数不能抗量子敌手的攻击。量子计算技术发展迅速,因此需要未雨绸缪研究抗量子计算攻击的密码方案。格基签字被认为可以抗量子计算攻击,而且效率已基本满足实际应用的需求。数字签字是数字货币与区块链中受量子计算威胁的主要密码组件,因此格基签字可用于构建抗量子数字货币与区块链。实现区块链实现数据保护等功能要用到多种密码技术,因此需发展基于格或者基于其他抗量子困难问题的密码技术,其中格基零知识证明、格基群签字等效率还比较低,距离实用尚有较大距离。基于椭圆曲线同源映射的密码方案、基于一般线性码译码问题密码方案以及多变量密码方案等具有抗量子计算的潜能,也是实现抗量子计算攻击的区块链与数字货币系统的重要密码技术。
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