結合區塊鏈的量子隨機數分發與驗證方案
網絡安全與數據治理 7期
黨仁，周虎，孫羽
（長春大學網絡安全學院，吉林長春130022）
摘要： 在隨機性和安全性要求很高的應用場景中需要使用真隨機數，為此提出了一種結合區塊鏈技術的量子隨機數分發與驗證方案，用于獲取及驗證真隨機數。該方案利用量子隨機數生成器得到真隨機數存儲在云平臺，通過驗證用戶的聚合簽名分配對應的量子隨機數，并將分配記錄上傳至區塊鏈，利用分布式存儲服務供用戶查詢下載量子隨機數。通過結合區塊鏈技術，使用戶可對分發結果溯源驗證，有效保障了量子隨機數分發的安全性和一致性。本文方案解決了用戶獲得真隨機數的難題，為多方用戶需獲取相同真隨機數的場景提供了解決方法。
中圖分類號：TP309
文獻標識碼：A
DOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2023.07.012
引用格式：黨仁，周虎，孫羽.結合區塊鏈的量子隨機數分發與驗證方案［J］.網絡安全與數據治理，2023，42（7）：73-78.
文獻標識碼：A
DOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2023.07.012
引用格式：黨仁，周虎，孫羽.結合區塊鏈的量子隨機數分發與驗證方案［J］.網絡安全與數據治理，2023，42（7）：73-78.
Quantum random number distribution and verification scheme with blockchain integration
Dang Ren, Zhou Hu, Sun Yu
(School of Cyberspace Security, Changchun University, Changchun 130022, China)
Abstract： There is a demand for true random numbers in applications that require high randomness and security. To address this, this paper proposes a quantum random number distribution and verification scheme that combines blockchain technology. The scheme utilizes a quantum random number generator to obtain true random numbers, which are stored on a cloud platform. By verifying users' aggregated signatures, corresponding quantum random numbers are allocated and the allocation records are uploaded to the blockchain. Distributed storage services are used to enable users to query and download the quantum random numbers. By integrating blockchain technology, users can trace and verify the distribution results, effectively enhancing the security and consistency of quantum random number distribution. This scheme solves the challenge of users obtaining true random numbers and provides a solution for scenarios where multiple users need to obtain the same true random numbers.
Key words : quantum random number; aggregate signature; distributed storage; blockchain
0 引言
隨機數是安全學與密碼學中的重要組成部分,在信息安全中具有重要作用。隨機數發生器生成隨機數的不可預測性為密碼學算法和安全協議提供了基本安全保障。計算機程序中的隨機數一般由偽隨機數生成器產生，它通過某種數學算法生成看似隨機的數列。偽隨機數的隨機性是有限的，在一些需要高強度隨機性和安全性的應用中，就需要使用真正的隨機數。量子真隨機數的產生是利用量子物理現象的隨機性質來生成真正的隨機數，并通過一定的篩選和校驗過程確保其真正的隨機性和安全性。量子真隨機數可以應用于密碼學、模擬計算和物理仿真等多個領域。
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作者信息：
黨仁，周虎，孫羽
（長春大學網絡安全學院，吉林長春130022）
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