51% Attack via Difficulty Increase with a Small Quantum Miner

我们提出了一种针对具有相对较低哈希功率的单个量子矿工的策略，其具有与51%攻击相同的影响。比特币节点认为具有最高累积工作量证明的链是有效的链。量子矿工可以操纵块时间戳以将难度乘以$c$。分叉选择规则将每个增加难度的块计为权重$c$。通过使用Grover算法，量子矿工只需比挖掘这些块更难$O(\sqrt c)$。通过选择足够高的$c$，单个量子矿工可以创建一个具有较少块但更多累积工作量的竞争链。所需时间为$O(\frac{1}{r^2})$个时间段，其中$r$是量子矿工如果诚实挖掘将获得的块奖励的分数。大多数工作量证明加密货币，包括比特币，都容易受到我们的攻击。然而，在未来几年内，执行此攻击可能是不可能的，因为它需要极快且容错的量子计算机。

本论文探讨了量子矿工攻击对于PoW加密货币的安全性威胁，以及如何利用量子算法进行攻击。

本论文提出了一种利用量子算法进行攻击的策略，通过修改区块时间戳，将难度乘以c，并使用Grover算法来挖掘具有更高难度的区块。通过选择足够高的c，单个量子矿工可以创建一个竞争链，其区块数量较少但累计工作量更大。攻击的时间取决于矿工诚实挖掘时获得的奖励比例r，攻击时间为O（1/r^2）个周期。

本论文指出，大多数PoW加密货币，包括比特币，都容易受到量子矿工攻击。但是，由于需要一台极快且容错性强的量子计算机，因此在未来几年内执行该攻击几乎是不可能的。

最近的相关研究包括对量子计算机的研究，以及对加密货币安全性的研究。其中一些论文包括：“Quantum Computing: Progress and Prospects”和“Quantum attacks on Bitcoin, and how to protect against them”。