論文の概要: QDBFT: A Dynamic Consensus Algorithm for Quantum-Secured Blockchain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.11606v1
- Date: Thu, 12 Feb 2026 05:53:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-13 21:07:25.659272
- Title: QDBFT: A Dynamic Consensus Algorithm for Quantum-Secured Blockchain
- Title（参考訳）: QDBFT: 量子セキュアブロックチェーンのための動的コンセンサスアルゴリズム
- Authors: Fei Xu, Cheng Ye, Jie OuYang, Ziqiang Wu, Haoze Chen, An Hua, Meifeng Gao, Qiandong Zhang, Minghan Li, Feilong Li, Yajun Miao, Wei Qi,
- Abstract要約: 量子コンピューティングは従来の公開鍵暗号システムに重大な脅威をもたらす。
量子セキュアな動的コンセンサスアルゴリズムQFTを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.38225673790071
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The security foundation of blockchain system relies primarily on classical cryptographic methods and consensus algorithms. However, the advent of quantum computing poses a significant threat to conventional public-key cryptosystems based on computational hardness assumptions. In particular, Shor's algorithm can efficiently solve discrete logarithm and integer factorization problems in polynomial time, thereby undermining the immutability and security guarantees of existing systems. Moreover, current Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) protocols, widely adopted in consortium blockchains, suffer from high communication overhead and limited efficiency when coping with dynamic node reconfigurations, while offering no intrinsic protection against quantum adversaries. To address these challenges, we propose QDBFT, a quantum-secured dynamic consensus algorithm, with two main contributions: first,we design a primary node automatic rotation mechanism based on a consistent hash ring to enable consensus under dynamic membership changes, ensuring equitable authority distribution; second, we integrate Quantum Key Distribution (QKD) networks to provide message authentication for inter-node communication, thereby achieving information-theoretic security in the consensus process. Experimental evaluations demonstrate that QDBFT achieves performance comparable to traditional PBFT while delivering strong resilience against quantum attacks, making it a promising solution for future quantum-secure decentralized infrastructures.
- Abstract（参考訳）: ブロックチェーンシステムのセキュリティ基盤は、主に古典的な暗号手法とコンセンサスアルゴリズムに依存している。
しかし、量子コンピューティングの出現は、計算硬度仮定に基づく従来の公開鍵暗号システムに重大な脅威をもたらす。
特に、Shorのアルゴリズムは多項式時間で離散対数と整数分解の問題を効率的に解き、既存のシステムの不変性とセキュリティの保証を損なうことができる。
さらに、コンソーシアムブロックチェーンで広く採用されている現在のPBFTプロトコルは、動的ノード再構成に対処する際の通信オーバーヘッドと制限された効率に悩まされており、量子敵に対する本質的な保護は提供されていない。
これらの課題に対処するため、QDBFTという量子セキュアな動的コンセンサスアルゴリズムを提案し、まず、一貫したハッシュリングに基づいて一次ノードの自動回転機構を設計し、動的メンバシップ変化下でのコンセンサスを実現する。
実験的評価では、QDBFTは量子攻撃に対して強力なレジリエンスを提供しながら、従来のPBFTに匹敵するパフォーマンスを実現している。
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