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量子时代下的区块链与全球网络安全挑战

1. 区块链与量子计算的碰撞

在当今科技飞速发展的时代，区块链与量子计算的交汇引发了广泛关注。量子计算的崛起对现有的加密技术构成了严重威胁，尤其是那些基于RSA和ECC的技术。传统的区块链开发者在构建应用时，往往没有充分意识到量子计算可能带来的风险。

以IOTA为例，它是一种分布式账本技术，采用了Winternitz One - Time Signatures (W - OTS) 方法来增强自身的量子鲁棒性。IOTA将相关交易捆绑起来，通过对捆绑哈希进行归一化处理来创建私钥，并公开部分密钥信息。私钥经过一系列操作分解成多个片段，再通过kerl哈希函数生成签名。在验证交易签名时，会使用捆绑哈希和发送的签名，按逆向顺序处理签名以得到私钥片段，再通过哈希函数得到地址。IOTA声称其方法具有量子抗性，签名创建和验证过程的复杂性或许体现了这一点。

然而，目前采用量子抗性加密技术的区块链应用只是少数。大多数使用以太坊开发框架的区块链开发者对量子威胁缺乏了解。但随着量子计算机逐渐走向主流，区块链必须具备量子抗性，尤其是像以太坊这样用于构建全球区块链应用的生态系统。各组织在评估区块链套件时，应确保其具备量子抗性，这将促使只有量子安全的区块链平台在工业领域获得发展。

以下是IOTA签名创建和验证的流程：

graph LR classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; A(捆绑相关交易):::process --> B(归一化捆绑哈希创建私钥):::proc