MatRiCT：抗量子安全和隐私的高效区块链协议

澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)技术部门Data61近日宣布与莫纳什大学区块链技术中心合作研发了可以抵御量子计算机的攻击的高效区块链协议——MatRiCT，该协议还可以保护用户和交易的隐私。据称Hcash 将会与该协议进行融合，对现有的加密货币HyberCash 进行转化。Data61 称该技术的应用领域并不局限于加密货币，还包括数字健康、银行、政府服务以及需要审计来预防非法使用的服务。

加密货币易受到量子计算机的攻击

当前加密货币市场超过3250亿美元的市值，去年每天的加密货币交易量约500亿美元。但比特币和以太坊等基于区块链的数字货币易受到量子计算机的攻击，量子计算机比目前的计算机运算速度更快，可以执行复杂的计算和数据处理来攻破现有的区块链系统。量子计算可以破坏签名或用来对交易进行认证的密钥，以及区块链的完整性。一旦签名被修改，基于区块链的数字货币就会变化，引发偷盗、双花、伪造以及用户隐私破坏等问题。

MatRiCT 协议概述

MatRiCT是适用于区块链机密交易的高效RingCT 协议，其安全性是基于后量子模块格假设的，因此是量子安全的。该协议的证明长度明显短于现有的后量子提案，可以有效地扩大匿名集。此外，研究人员还首次完全实现了后量子RingCT，证明了该方案的可行性。此外，作者还对该方案进行了扩展来提供可审计性。MatRiCT 的主要组成部分包括：

1）无需高斯采样的标准格假设的最短可扩展环签名；

2）新的余额零知识证明；

3）基于格的新的可提取的commitment方案。

范围证明是高效的基于格的解决方案的挑战。研究人员提出的新的余额零知识证明方案允许的交易金额为64位，但是无需范围证明。此外，研究人员还提出了一种新的类RingCT 协议的形式化定义。该形式证明可以应用于未来机密交易协议的研发中，而不局限于基于格的设置。

相关研究人员已经发表在计算机安全顶级会议 ACM CCS 19上，论文下载地址：https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3319535.3354200

扩展版本的论文参见：https://eprint.iacr.org/2019/1287.pdf

参考及来源：https://www.zdnet.com/article/data61-and-monash-claim-quantum-safe-and-privacy-preserving-blockchain-protocol/