В России создали первый в мире квантовый блокчейн

Ученые Российского квантового центра впервые в мире разработали и проверили на практике технологию «квантового блокчейна» – защищенного методами квантовой криптографии способа распределенного хранения и верификации финансовых, коммерческих и любых других данных. 

О технологии блокчейна, которую 10 лет назад считали не более чем малопонятной забавой компьютерных гиков, сегодня говорят практически все в мире. Блокчейн появился как «побочный продукт» появления криптовалют – создателям цифровых денег необходимо было исключить возможность мошенничества, например, сделать так, чтобы одной и той же виртуальной монетой нельзя было расплатиться дважды.

В случае с обычными деньгами таким гарантом служит государство в лице центробанка и вся банковская система в целом.

Создать банковскую структуру для криптовалют практически невозможно, поэтому ее роль играет блокчейн – децентрализованная распределенная база данных, которую невозможно «хакнуть», поскольку ее копии хранятся на миллионах компьютерах по всему миру. Каждая сделка с криптовалютой записывается в файл – «блок», который удостоверяется с помощью цифровых подписей сторон. На основе данных о сделке с помощью сложных (несимметричных) математических операций вычисляется идентификатор операции, и блок дописывается в конец цепочки из предыдущих блоков. Копия этой цепочки хранится на компьютерах всех участников системы, и поменять их везде невозможно. При попытке провести операцию с той виртуальной монетой значения идентификаторов в блоках не сойдутся, и он не будет принят.

Технология блокчейна позволяет обойтись без громоздкой централизованной структуры верификации и управления данными, обойтись без посредников и третейских судей, которые контролируют честность сделки и наказывают за мошенничество. Футурологи полагают, что на базе блокчейна будет создана экономика будущего – без арбитражных судов, банков и налоговой полиции, поскольку честность каждого контрагента будет удостоверяться такой распределенной системой. О перспективах использования блокчейна говорят представители Центробанка РФ, глава Сбербанка Герман Греф и многие другие.

Но нельзя сказать, что будущее блокчейна безоблачно. Существует серьезная опасность, что появление квантового компьютера легко взломает те математические задачи, на которых сегодня базируется защита блокчейна. Поэтому необходимо заранее предусмотреть средства защиты – одним из них может стать квантовая криптография, которая позволяет защитить целостность данных в блокчейнах.

Группа исследователей в РКЦ разработала платформу блокчейна, в рамках которой можно использовать квантовое распределение ключей – то есть квантовую криптографию. При определенных конфигурациях сети это позволяет отказаться от элементов блокчейна, которые уязвимы к атакам с помощью квантового компьютера. Наличие у участников сети квантовых коммуникаций предъявляет дополнительные требования при добавлении нового блока в цепочку. Таким образом, квантовый блокчейн обеспечивает защиту от атак с помощью квантового компьютера.

Это делает российский блокчейн невзламываемым даже для российских хакеров. Разработка была протестирована на гетерогенной сети квантовых коммуникаций, созданный РКЦ с использованием линий «Газпромбанка». В сети с тремя узлами был продемонстрирован метод формирования блоков.

На базе сочетания сетей квантовых коммуникаций и блокчейн-технологий предполагается разрабатывать целый класс различных продуктов для распределенного хранения данных и ведения распределенных баз данных. Они могут быть внедрены в уже существующих сетях квантовых коммуникаций. По прогнозам экспертов на основе блокчейнов к середине 2020-х годов будет создаваться порядка $62 трлн услуг. При этом эффект от нашей разработки может многократно увеличить объем рынка. Важно также, что эта технология создана и впервые опробована в России в реальных жизненных условиях.

Статья с результатами эксперимента выложена на сервере препринтов ArXiv.org.

Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!