【作者单位】北京电子科技学院;西安电子科技大学通信工程学院;
【摘要】针对经典区块链共识机制面临量子计算机攻击的问题，提出了一种量子安全拜占庭容错共识机制。首先，对于公钥数字签名存在的安全隐患问题，采用QKD网络进行量子密钥分发，通过经典网络传输消息和签名等信息，提出了一种基于量子密钥分发(Quantum Key Distribution，QKD)和多线性哈希函数族的MH-USS(Multilinear Hash-Unconditionally Secure Signature)无条件安全签名方案，该方案中的签名具备不可伪造性、不可抵赖性以及可传递性，并且该方案可在现有设备上实现，具有较高的实用价值。然后，针对经典拜占庭容错共识机制PBFT共识效率相对较低的问题，提出了一种QS-BFT(Quantum Secured-Byzantine Fault Tolerance)共识机制。最后，通过增设“快速-标准”双共识模式以及允许节点对空区块投票的方式，减少系统通信次数并消除视图转换过程，使方案不仅具备安全性与活性，还能够有效降低消息复杂度，提高共识效率。对所提方案进行仿真实现与性能测试，结果表明，与改进后基于MH-USS签名方案的PBFT共识机制相比，所提方案吞吐量更高、时延更短。
【关键词】区块链;;共识机制;;量子密钥分发;;无条件安全;;数字签名
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