[发明专利]量子区块链建立方法及系统

说明书

本申请提供了一种量子区块链建立方法及系统，所述方法包括：当示证端成功获取当前交易记录的记账权限时，接收已获得对应于当前交易记录前一交易记录的记账权限的记账端发送的条件量子哈希值；条件量子哈希值为已获得对应于当前交易记录前一交易记录的记账权限的记账端依据对应于前一交易记录记账权限的区块中的区块体生成；生成对应于条件量子哈希值的量子幺正变换过程记录；依据量子幺正变换过程记录生成当前区块的区块头；当前区块为对应于当前交易记录记账权限的区块；依据当前交易记录更新交易记录集合，并依据更新后的交易记录集合生成当前区块的区块体；依据当前区块的区块体生成当前量子哈希值。节省了计算资源，吞吐量高、时延小。

技术领域

本申请涉及区块链领域，特别是一种量子区块链建立方法及系统。

背景技术

2008年，一名化名为“中本聪”的学者在密码学邮件组发表了《比特币：一种点对点电子现金系统》的论文，开启了区块链技术的新篇章。随后，以比特币、以太坊为代表的区块链系统得到了极大的发展和应用。然而，区块链系统的安全性建立在底层密码算法的安全性的基础上，如Hash函数的抗碰撞性，数字签名的存在不可伪造性。目前，区块链主要依赖椭圆曲线公钥加密算法生成数字签名来安全地交易，目前最常用的 ECDSA、RSA、DSA 等在理论上都不能承受量子攻击。量子算法将对目前区块链所采用的公钥密码体系产生严重的威胁，必须提出应对量子计算的安全策略。另外，即使在底层密码算法安全的前提下，区块链系统也不能承受51%攻击。51%攻击，指的是如果由一群“矿工”控制超过50%的网络挖掘哈希值的计算能力，攻击者就可以阻止新交易获得确认，允许停止部分或全部用户之间的付款。还可以撤销在控制网络时完成的交易，这意味着可以实现双重花费。

狭义来说，区块链是一种将数据区块以时间顺序相连的方式组合成的、并以密码学方式保证不可篡改和不可伪造的分布式数据库（或者叫分布式账本技术，DistributedLedger Technology，DLT）。共识机制是区块链网络最核心的秘密。简单来说，共识机制是区块链节点就区块信息达成全网一致共识的机制，可以保证最新区块被准确添加至区块链、节点存储的区块链信息一致不分叉甚至可以抵御恶意攻击。实践中要达到这样的效果需要满足两方面条件：一是选择一个独特的节点来产生一个区块，二是使分布式数据记录不可逆。

当前主流的共识机制包括：工作量证明（Proof of Work，POW）、权益证明（Proofof Stake，POS）、工作量证明与权益证明混合（POS+POW）、股份授权证明（Delegated Proof-of-Stake，DPOS）、实用拜占庭容错（PBFT）、瑞波共识协议等。其中，比特币使用的是工作量证明机制，工作量证明机制的基本步骤如下：

节点监听全网数据记录，通过基本合法性验证的数据记录将进行暂存；节点消耗自身算力尝试不同的随机数（nonce），进行指定的哈希计算，并不断重复该过程直到找到合理的随机数，这一过程也被称为“挖矿”；找到合理的随机数后，生成区块信息（块头+块身）；节点对外部广播出新产生的区块，其他节点验证通过后，连接至区块链中，主链高度加一，然后所有节点切换至新区块后继续进行下一轮挖矿。

比特币区块链就是通过足够大的工作量求解数学难题来就“谁有权记账”达成“共识”。这一共识机制对计算资源和能量浪费严重。其它经典的共识机制虽然作了改进，对计算资源和能量浪费的程度上有所减轻，但由于其理论上依然基于数学难解性问题，因此对计算资源和能量的浪费仍旧很严重。

发明内容

鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种量子区块链建立方法及系统，包括：

一种量子区块链建立方法，所述量子区块链为以量子信息的物理性质作为建立基础的依据量子密码术建立的区块链；所述区块链中的区块由区块头和区块体组成；其中，所述区块头包括区块头序列值和目标秘密数，所述区块体包括交易记录集合；所述方法涉及示证端和记账端；其中，所述示证端为争夺所述当前交易记录的记账权限的用户端；所述记账端为已获得交易记录的记账权限的用户端；