ASM公链抗量子计算双保险

10月23日Google量子AI团队宣布，通过创造出一块计算能力超越当前世界上最强超级计算机的量子计算芯片 Sycamore。

这款芯片能在200秒内完成目标计算，而完成同样的计算量，最快的超级计算机则需要一万年。

当大家还没有反应过来，这个量子计算芯片能给我们的生活带来什么样的变化的时候，比特币先崩了……

众所周知，比特币是依据特定算法，通过大量的计算产生。一旦量子计算芯投入到“挖矿”行业中，原计划在2140年才能挖完的2100万枚比特币将提前达到极限，同时目前现行的游戏规则也将发生巨大改变。

ASM公链开发团队在打造ASM公链的时候就已经预想到了这样的情况，未雨绸缪，领跑区块链4.0时代是我们的发展目标，因此在抗量子计算机方面我们设定了双保险。

BPQS协议

在加密方面首次提出了引用BPQS协议，一种可扩展后量子（PQ）抵抗数字签名方案，它最适用于区块链和分布式账本技术(DLT)。

该协议的一个独特特征在于，它可利用专用链或图像结构，以减少密钥生成、签名、验证的成本，以及签名的大小。相比最近出现的其他改进方案，当一个密钥被重用于合理数量的签名时，BPQS会优于现有的哈希算法，如果有需要的话，它还支持一种回滚机制，可允许实际数量不限的签名。

BPQS协议会导致较短的签名，以及每次仅使用BPQS-EXT来扩展它。关于“其他PQ关键参数”，重要的是，需要一些方案发布位掩码（或者在XMSS-T 中的种子）作为初始公告公钥的一部分。否则，它将允许敌对方在一次伪造活动中选择种子/位掩码。然而，如果BPQS使用具有更大输出的哈希函数，这可能就不是必需的，因为其所提供的抗量子碰撞攻击安全性，仍然足以防止此类攻击。

历史权重难度（HWD）

PoW（工作量证明）是区块链系统中广泛使用的协议，用于解决双花难题。但是，如果攻击者拥有超过全网哈希算力的一半，那么该攻击者就可以发起双花攻击或 51% 攻击。如果哈希算力足够强大，那么发起攻击的成本会低的惊人，这将会对众多 PoW 区块链造成巨大威胁，而量子计算机就满足这样的算力条件。

因此ASM公链团队提出了一种技术方案，将矿工的挖矿历史权重信息与总计算难度相结合，以达到缓解 51% 攻击的问题。分析表明，使用这种新技术，将会使传统攻击的成本增加两个数量级。

ASM公链采用分不同阶段工作量计算共识机制（简称 ATPOW）来改进计算分支总难度的方法，从而使得共识计算的公信力和可持续达到很好的平衡。ATPOW考虑到了挖矿地址在区块链的最后一定数量块中的分布情况，假设在一个诚实的区块链分支中，新区块的挖矿者很可能是之前某些区块的挖矿者，其分布情况将反映历史挖矿的比率。而在一个恶意区块链分支中，新区块的挖矿者分布情况很有可能被攻击者控制，这与历史上常规的挖矿者分布情况不同。因此，当考虑历史矿工的分布时，人们可以很容易地将诚实的区块链分支与恶意的区块链分支区分开来。

在这种机制下，在以前的块中具有较少代表性的分支将在总难度计算中获得更少的权重。因此，要执行 51% 的攻击，恶意的矿工有两种选择：要么挖掘一个更长的分支，要么在以前的块中建立矿工形象从而建立信誉，也就是基于历史权重难度的工作量证明 (HWD-PoW)。

随着时代的进步所有行业都在极速的发展，量子计算机离我们也越来越近，很多人说量子计算机离商用还很遥远，但这只是你以当下的科技水平去估算的时间，就像区块链诞生之时我们也没法想象到量子计算机会来得这么快，把希望压在别人身上是不可取的。未雨绸缪，提前准备才是我们应该做的，ASM公链立足当前，着眼长远，提前准备抗量子计算双保险，迎战量子计算机。

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编译者/作者：ASM

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