論文の概要: Quantum Disruption: An SOK of How Post-Quantum Attackers Reshape Blockchain Security and Performance
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.13333v1
- Date: Mon, 15 Dec 2025 13:48:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.682037
- Title: Quantum Disruption: An SOK of How Post-Quantum Attackers Reshape Blockchain Security and Performance
- Title（参考訳）: 量子破壊: ポスト量子攻撃者がブロックチェーンのセキュリティとパフォーマンスをいかに変えたか
- Authors: Tushin Mallick, Maya Zeldin, Murat Cenk, Cristina Nita-Rotaru,
- Abstract要約: ブロックチェーンシステムにおいて、量子後暗号を4つのキーディメンジョンで採用することの意味について検討する。
量子攻撃に最も脆弱なブロックチェーンアーキテクチャ内の暗号プリミティブを特定します。
従来のプリミティブをポスト量子代替品に置き換えることが、システムパフォーマンス、プロトコルダイナミクス、およびブロックチェーンエコシステムを維持するインセンティブと信頼構造にどのように影響するかを評価する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.516258691106587
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: As quantum computing advances toward practical deployment, it threatens a wide range of classical cryptographic mechanisms, including digital signatures, key exchange protocols, public-key encryption, and certain hash-based constructions that underpin modern network infrastructures. These primitives form the security backbone of most blockchain platforms, raising serious concerns about the long-term viability of blockchain systems in a post-quantum world. Although migrating to post-quantum cryptography may appear straightforward, the substantially larger key sizes and higher computational costs of post-quantum primitives can introduce significant challenges and, in some cases, render such transitions impractical for blockchain environments. In this paper, we examine the implications of adopting post-quantum cryptography in blockchain systems across four key dimensions. We begin by identifying the cryptographic primitives within blockchain architectures that are most vulnerable to quantum attacks, particularly those used in consensus mechanisms, identity management, and transaction validation. We then survey proposed post-quantum adaptations across existing blockchain designs, analyzing their feasibility within decentralized and resource-constrained settings. Building on this analysis, we evaluate how replacing classical primitives with post-quantum alternatives affects system performance, protocol dynamics, and the incentive and trust structures that sustain blockchain ecosystems. Our study demonstrates that integrating post-quantum signature schemes into blockchain systems is not a simple drop-in replacement; instead, it requires careful architectural redesign, as naive substitutions risk undermining both security guarantees and operational efficiency.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングが実用化に向けて進むにつれ、デジタル署名、鍵交換プロトコル、公開鍵暗号、現代のネットワーク基盤を支える特定のハッシュベースの構造を含む、幅広い古典的な暗号メカニズムを脅かす。
これらのプリミティブは、ほとんどのブロックチェーンプラットフォームのセキュリティバックボーンを形成し、ポストクォータムの世界におけるブロックチェーンシステムの長期的な生存性に対する深刻な懸念を提起する。
量子後暗号への移行は簡単に見えるかもしれないが、量子後プリミティブのキーサイズが大幅に大きくなり、計算コストも高くなると、重大な課題が発生し、場合によってはブロックチェーン環境においてそのような移行は現実的ではない。
本稿では,4つの鍵次元にわたるブロックチェーンシステムにポスト量子暗号を採用することの意味について検討する。
まず、量子攻撃に最も脆弱なブロックチェーンアーキテクチャ内の暗号化プリミティブ、特にコンセンサスメカニズム、ID管理、トランザクションバリデーションで使用されるプリミティブを特定します。
次に、既存のブロックチェーン設計にまたがる量子後適応を提案し、分散化およびリソース制約のある設定におけるその実現可能性を分析した。
この分析に基づいて、従来のプリミティブをポスト量子代替品に置き換えることが、システムパフォーマンス、プロトコルダイナミクス、およびブロックチェーンエコシステムを維持するインセンティブと信頼構造にどのように影響するかを評価する。
我々の研究は、量子後シグネチャスキームをブロックチェーンシステムに統合することは、単なるドロップイン代替ではなく、セキュリティ保証と運用効率の両方を損なうリスクを和らげるために、アーキテクチャの再設計を慎重に行う必要があることを実証している。
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