以太坊防量子攻击

Ⅰ 区块链如何保证使用安全

区块链项目（尤其是公有链）的一个特点是开源。通过开放源代码，来提高项目的可信性，也使更多的人可以参与进来。但源代码的开放也使得攻击者对于区块链系统的攻击变得更加容易。近两年就发生多起黑客攻击事件，近日就有匿名币Verge（XVG）再次遭到攻击，攻击者锁定了XVG代码中的某个漏洞，该漏洞允许恶意矿工在区块上添加虚假的时间戳，随后快速挖出新块，短短的几个小时内谋取了近价值175万美元的数字货币。虽然随后攻击就被成功制止，然而没人能够保证未来攻击者是否会再次出击。

当然，区块链开发者们也可以采取一些措施

一是使用专业的代码审计服务，

二是了解安全编码规范，防患于未然。

密码算法的安全性

随着量子计算机的发展将会给现在使用的密码体系带来重大的安全威胁。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，将会存在较大的风险，越来越多的研究人员开始关注能够抵抗量子攻击的密码算法。

当然，除了改变算法，还有一个方法可以提升一定的安全性：

参考比特币对于公钥地址的处理方式，降低公钥泄露所带来的潜在的风险。作为用户，尤其是比特币用户，每次交易后的余额都采用新的地址进行存储，确保有比特币资金存储的地址的公钥不外泄。

共识机制的安全性

当前的共识机制有工作量证明（Proof of Work，PoW）、权益证明（Proof of Stake，PoS）、授权权益证明（Delegated Proof of Stake，DPoS）、实用拜占庭容错（Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT）等。

PoW 面临51%攻击问题。由于PoW 依赖于算力，当攻击者具备算力优势时，找到新的区块的概率将会大于其他节点，这时其具备了撤销已经发生的交易的能力。需要说明的是，即便在这种情况下，攻击者也只能修改自己的交易而不能修改其他用户的交易（攻击者没有其他用户的私钥）。

在PoS 中，攻击者在持有超过51%的Token 量时才能够攻击成功，这相对于PoW 中的51%算力来说，更加困难。

在PBFT 中，恶意节点小于总节点的1/3 时系统是安全的。总的来说，任何共识机制都有其成立的条件，作为攻击者，还需要考虑的是，一旦攻击成功，将会造成该系统的价值归零，这时攻击者除了破坏之外，并没有得到其他有价值的回报。

对于区块链项目的设计者而言，应该了解清楚各个共识机制的优劣，从而选择出合适的共识机制或者根据场景需要，设计新的共识机制。

智能合约的安全性

智能合约具备运行成本低、人为干预风险小等优势，但如果智能合约的设计存在问题，将有可能带来较大的损失。2016 年6 月，以太坊最大众筹项目The DAO 被攻击，黑客获得超过350 万个以太币，后来导致以太坊分叉为ETH 和ETC。

对此提出的措施有两个方面：

一是对智能合约进行安全审计，

二是遵循智能合约安全开发原则。

智能合约的安全开发原则有：对可能的错误有所准备，确保代码能够正确的处理出现的bug 和漏洞；谨慎发布智能合约，做好功能测试与安全测试，充分考虑边界；保持智能合约的简洁；关注区块链威胁情报，并及时检查更新；清楚区块链的特性，如谨慎调用外部合约等。

数字钱包的安全性

数字钱包主要存在三方面的安全隐患：第一，设计缺陷。2014 年底，某签报因一个严重的随机数问题（R 值重复）造成用户丢失数百枚数字资产。第二，数字钱包中包含恶意代码。第三，电脑、手机丢失或损坏导致的丢失资产。

应对措施主要有四个方面：

一是确保私钥的随机性；

二是在软件安装前进行散列值校验，确保数字钱包软件没有被篡改过；

三是使用冷钱包；

四是对私钥进行备份。

Ⅱ 区块链的TPS是什么

TPS英文全称是Transaction PerSecond，应用在数字货币，TPS指的是系统吞度量，也是每秒系统处理的数量。假如TPS每秒并发太低，很容易造成网络拥堵严重，从而使得区块链在高价值的高并发业务领域无法落地。比如，由于TPS每秒并发太低，比特币和以太坊都存在交易费用高、确认时间长、扩展性差的问题，比特币社区因此产生分裂，硬分叉成为常态。

目前很多币在TPS上做文章，希望能避开比特币的劣势。比如说ULAM、USDT、USC、几种货币，他们的吞吐量分别是最低1万TPS确认、7TPS确认、100TPS确认，我们可以对比他们TPS的高低来辨别他们的速度。

众所周知，比特币每秒只能进行大约7笔交易

以太坊稍微好一些，也就10-20笔。

作为一个支付系统，这是远远远远不够的，经常也有人拿这点来说事，认为区块链效率低云云。

最近发现了一个非常不错，并且高TPS的公链：ULAM公链。

ULAM是继POW、POS、DPOS、PBFT类共识算法之后的第五个在共识算法上有重大创新的区块链项目。

ULAM共识算法其利用哈希函数的特性创造出超低能耗、完全去中心化、高度稳定的区块链系统；是目前唯一一个成功打破区块链“不可能三角”的全新共识算法。ULAM不需要进行哈希计算竞赛，可以允许低功耗的手机、智能手表、路由器等参与“挖矿”。ULAM设计的全新非交互式交易验证算法（NITCV），可以使TPS最低达到1万。ULAM使用知识证明的方法构造出非交互式交易验证算法。ULAM具有超级碎片化节点；完全去中心化；抗算力集中；49%容错率；抗量子攻击；

Ⅲ 以太坊怎么维护

以太坊的维护是通过矿工节让激点进行的坦洞袜。矿工节点是指通过计算机挖矿获得以太币的节点，在维护以太坊网络的同时也在为自己获取收益。这些矿工节点会通过算力竞赛的方式来争夺下一个区块的产生权，通过解决数学难题来获得下一个区块的产生权，并将新的区块添加到区块链中。在添加新的区块时，矿工节点需要验证该区块中的所有交易是否合法，例如是否满足账户余额的要求、是否满足智能合约的要求等。如果验证通过，该区块就会被添加到区块链中，否则就会被拒绝。

除了矿工节点的维护，以太坊还有一些其他的维护措施，例如节点管理、智能合约审核等。节点管理是指通过增加节点数量来提高网络的稳定性和安全性。智能合约审核是指对新的智能合约进行审核和测试，确保其符合规范并且没有漏洞，以避免因为智能合约问题导致的安全事故。

总之，以太坊的维护是通过矿工节点、节点管理和颤橡智能合约审核等多种措施来保证网络的安全性和稳定性。

Ⅳ 什么是ZK Rollup（ZKR）

ZK Rollup是一种Layer2扩容解决方案，其中所有资金都由主链上的智能合约持有，而它执行链下的计算和存储，其侧链的有效性通过零知识证明来确保。

ZK Rollup最初由Barry Whitehat于2018年提出，其安全保障与底层Layer1（即以太坊）相同，可以在一分钟内生产区块并将吞吐量提高至2,000 tps。ZK Rollup实现的项目包括Matter Labs和Starkware。

在 ZKR 中，运营者必须为 Layer 2 上的每个状态转换生成一个 zk-SNARK有效性证明，并将这些有效性证明提交至 Layer 1 上的 Rollup 合约。Rollup 合约会验证这些从旧的默克尔根到新的默克尔根的状态转换的证明是否有效。虽然使用了新的元件，但是这些保障从本质上来说是密码学的。

Matter Labs 团队开发的 zkSync已在以太坊主网上线。 Loopring 已经使用 ZKR推出了中心化交易所和支付服务。StarkWare 团队的 StarkEx 是一种使用 zk-STARK（而非 zk-SNARK）的 ZKR 技术，因此不依赖于可信设置，具有更强的可扩展性，而且能够抵御量子计算攻击。

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