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量子计算与区块链金融共探合作博弈新路径

在 2025 年中国计算机学会(CCF)全国计算机大会(CNCC)期间,一场以 “量子计算与区块链金融的攻守博弈:技术革命下的金融基础设施重构” 为主题的 CCF YOCSEF 观点论坛在黑龙江哈尔滨成功举办。CNCC 作为 CCF 旗舰会议,聚焦计算机领域前沿科技与产业落地,此次论坛更是紧扣 “科技向善、普惠大众” 核心,汇聚量子计算、区块链、金融安全领域顶尖专家、产业实践者及政策研究者,通过深度研讨为金融基础设施应对量子时代挑战提供 “技术路径 + 实践方案” 双重指引。论坛由 CCF 主办,黑龙江省科学技术厅支持,CCF YOCSEF 香港、CCF YOCSEF 苏州联合组织,执行主席由亚马逊云科技教育行业总监、CCF YOCSEF 香港主席刘东屏博士与昆山杜克大学数字创新研究中心副高级研究员、CCF YOCSEF 苏州学术秘书张露瑶教授共同担任。

图一 2025 CNCC CCF YOCSEF 观点论坛嘉宾合影

沉浸式体验开篇:量子技术落地金融安全场景

论坛启幕前的签到环节,创新性设置 “基于量子计算机的交互式数字签名墙 Apps” 体验。参会嘉宾通过自主输入,生成基于量子随机数的个人专属数字签名,实时同步至现场大屏。这一体验不仅直观展现量子技术在金融安全验证中的落地形态 —— 通过量子随机数增强签名唯一性与抗破解性,更以实操形式为后续 “量子与区块链融合” 议题奠定实践认知基础,呼应 “技术从理论到应用、从创新到普惠” 的论坛导向。

开场定调:技术变革下的金融安全使命

图二 执行主席刘东屏、张露瑶开场:定调技术革命下的金融安全使命

执行主席刘东屏博士在开场致辞中指出,签到环节的量子数字签名体验正是当天探讨"技术融合"的缩影:"量子计算与区块链金融并非对立关系,而是在协作中,共同推动金融基建升级,这也是我们聚焦'合作博弈'的核心原因。从教育行业视角看,量子计算与区块链技术的融合不仅是金融基础设施的技术革新,更是培养新一代跨学科人才的重要方向。"

执行主席张露瑶教授强调2025年的技术里程碑意义:"一个月前,诺贝尔物理学奖授予三位量子物理学家,标志量子力学从理论迈向实用化;香港《稳定币条例》生效推动区块链金融进入规范发展新阶段。但全球3.7万亿美元数字资产依赖的加密算法,正面临量子计算的潜在威胁。如何通过技术协作守护金融安全、实现普惠,是本次论坛的核心目标。"

暖场发言:云端量子服务打开技术落地 “低门槛入口”

暖场环节,亚马逊云科技资深应用科学家张奥宇博士带来 “云端量子计算服务助力区块链金融安全转型” 主题分享。张奥宇博士拥有北京大学生物医学工程博士学位,曾于麻省理工学院联合培养,作为亚马逊云科技首位以普通话为母语的量子计算大使,其主导开发的 “量子计算药物研发开源解决方案” 入选 2022 年 “十大云原生创新技术方案”,还曾与中央美术学院合作 “皮影随行” 项目,并联合编著《AI+Art》白皮书推动技术与艺术跨界融合。

分享中,张奥宇博士明确亚马逊对量子计算的 “严肃探索态度”:“量子计算的核心价值在于解决经典计算难以定义的问题,但需突破科学与工程双重难关。” 他同时指出,云端服务正降低量子技术门槛:“通过 AWS Bracket SDK ,开发者可轻松通过本地模拟或者访问云端量子计算机, 如 IonQ, Rigetti, Quera等,来开展量子实验。” 此外,他建议将量子计算机(QPU)与 CPU、GPU 并列为新型计算资源,在区块链随机数生成、加密运算等环节试点应用,并以现场 demo 展示抗量子技术落地 —— 通过量子随机数结合 LWE(学习带误差)抗量子算法生成密钥,为区块链签名安全提供 “量子就绪” 原型。

图三 张奥宇暖场发言:介绍云端量子服务打开技术落地 “低门槛入口”

 

主题演讲:四大专家解构金融基建 “量子安全协作防线”

1.密码学底层:量化技术挑战,锚定国产抗量子路径

首位演讲嘉宾、北京大学关志副研究员受北京大学信息科学技术学院教授、区块链研究中心主任陈钟教授委托,分享 “区块链金融系统的密码学安全演进:挑战与应对策略”。关志副研究员长期深耕密码学与区块链安全,承担多项区块链、网络空间安全领域国家重点研发计划课题,其主持的国产密码开源项目 GmSSL 已在金融、电力、政务等关键行业广泛应用,研究成果获中国电力科技进步一等奖、中国 Linux 软件二等奖。

他首次量化量子技术对加密算法的影响阈值:“2000 个以上逻辑完美的量子比特,就能在短时间内破解 RSA、椭圆曲线等主流加密算法。业界对威胁窗口的预测集中在 10 年左右,这意味着我们得立即为未来 10-20 年的数据安全做布局。” 针对区块链特性,他指出Bitcoin Taproot 升级后,约 25% 的资产 —— 包括早期脚本、地址重用场景下的资产 —— 及 30% 的新交易面临公钥暴露风险,以太坊 2.0、隐私币依赖的椭圆曲线算法也存在隐患,并提出三类应对策略:攻击后响应,比如可修改区块链、数据回滚;技术标准适配,跟进 NIST PQC 标准与国产抗量子算法;风险规避,避免密码算法单一化,为行业提供可落地的工程化路径。

图四 关志副研究员:揭秘密码学底层的量化技术挑战,锚定国产抗量子路径

2. 区块链系统:分片技术破解 “三难困境” ,BrokerChain 测试网提供实践样本

中山大学软件工程学院教授、岭南学院与香港高等研究院双聘教授、广东省杰出青年基金获得者黄华威教授,以 “BrokerChain 测试网:设计与上线运行” 为题,分享分片技术如何突破区块链 “安全 - 去中心化 - 可扩展性” 三难困境。黄华威教授近五年多篇成果发表于 CCF A 类期刊及会议,主持国家重点研发计划课题、国自然面上项目,其团队研发的开源区块链性能评估实验平台 BlockEmulator 已服务 90 多个国家和地区的研究者;此外,团队自研分片区块链公链 BrokerChain 测试网(学术版)于 2025 年 6 月上线,其核心技术已经为华为云区块链、中保科联公司提供了定制化的分片区块链技术解决方案。

他详解 BrokerChain 的协作型架构设计:“采用‘基于做市商的跨分片交易方案’解决传统分片链跨片效率低的痛点,同时设计‘高级贡献节点 + 普通体验节点’分层共识架构 —— 高级贡献节点承担核心共识任务、享受更高激励,普通体验节点处理轻量任务、降低参与门槛,平衡系统稳定性与去中心化。” 此外,他分享测试网运营实践:“账户数量超 1 万个,余额分布符合‘28 规律’,交易集中于用户高频使用时段;面对‘水龙头代币漏洞’(某用户通过脚本批量领取免费通证),团队快速推出‘令牌验证机制’,展现区块链系统的灵活响应能力。” 未来,BrokerChain 将从 To B(企业分片技术定制化服务)、To C(云端应用生态构建)双路线推进,为量子时代区块链架构设计提供参考。

图五 黄华威教授:剖析区块链分片技术,破解 “安全 - 去中心化 - 可扩展性” 三难困境

3. 智能合约防护:从实战攻防到量子时代 “安全协作锁”

广州大学网络空间安全学院教授、网安所所长、2024 年国家级青年人才、广东省杰出青年基金项目入选者苏申教授,聚焦 “智能合约防火墙:从传统攻防到量子时代的安全演进”。苏申教授主要研究网络攻防对抗、区块链安全,已发表 / 录用论文 70 余篇(含 SCI 文章 40 余篇、高被引文章 7 篇),谷歌引用 2800 余次,申请专利 30 余项,获广东省科技进步二等奖、Globecom 2023 最佳论文奖,更曾主导第九届哈尔滨亚冬会网络安全保障工作,参与北京冬奥会、成都大运会、杭州亚运会等重大活动安保,实战经验丰富。

苏申教授系统梳理区块链各层级典型攻击场景:“钱包层面临假钱包诱导、钓鱼链接骗取签名、供应链污染等风险;交易层的三明治攻击已出现超 200 万美元损失案例;合约层的价格操控,有案例已造成 600 万美元损失,重入攻击、‘卷包会’—— 也就是项目方转移资金后锁闭项目 —— 也频繁发生;跨链层则通过混币服务、匿名交易所增加赃款溯源难度。” 针对量子时代防护需求,他提出 “智能合约防火墙前瞻性设计”:预留后量子密码模块接口,在合约验证逻辑中增加 “抗量子签名验证” 环节,同时强化交易延迟期风险监控,防范量子计算利用上链延迟发起攻击,并强调 “安全防护需技术与管理协作 —— 既要提升算法安全性,也要建立应急响应机制”。

图六 苏申教授:讲解智能合约防护 —— 从传统攻防到量子时代 “安全协作锁”

4. 抗量子共识:无签名协议突破技术空白,CCS 杰出论文成果落地可期

香港科技大学(广州)金融科技学域和物联网学域双聘助理教授王雪超博士,分享 “抗量子区块链共识最新进展”。王雪超博士 2023 年获伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校电气与计算机工程博士学位,2018 年获清华大学电子工程学士学位,其成果已影响多条公链设计。王雪超博士关于抗量子共识的研究成果获 2025 年 ACM CCS(ACM Computer and Communications Security)杰出论文奖 ——CCS 作为信息安全领域顶会,本次会议区块链方向(Blockchain track)的论文录用率仅为10.4%,该方向共评选出两篇“杰出论文奖”,充分体现了该研究的学术价值与创新水平。

他明确抗量子共识的最优协作路径:“‘升级签名算法’因缺乏抗量子聚合签名 —— 区块链需要高效验证多节点签名,暂不可行;‘无签名共识’通过移除数字签名从根源规避量子风险,是当前更优方向。” 其团队研发的两款协议实现技术突破:TetraBFT 是基于领导者的半同步共识协议,延迟仅 5 轮,比传统协议的 6-7 轮更优,本地计算复杂度为常数,还支持节点动态加入或退出;Sailfish++ 是基于有向无环图 DAG 的概率共识协议,优化了可靠广播 RBC 机制,乐观路径延迟降到 3 轮,和有签名协议持平。此外,他提出 “节点自定义信任集合” 创新模型:每个节点可自主选择信任对象,突破传统 “全网 2/3 节点信任” 的单一假设,适配去中心化与中心化混合场景。目前,两款协议均通过实验验证,随节点数量增加,无签名协议的延迟优势更显著,这是因为它省去了签名验证的算力消耗;且已形成开源代码,为区块链共识量子安全转型提供可落地的协作方案。

图七 王雪超博士:分享抗量子区块链共识最新进展,解读无签名协议技术突破

 

思辨讨论:聚焦 “协作落地”,多元视角破解科技普惠难题

思辨讨论环节围绕两大核心议题展开,邀请业界权威与实践者对话,碰撞科技向善与普惠落地的关键共识。

议题一:金融基建量子安全准备 —— 协作路径与普惠适配

特邀嘉宾香港 Uweb 商学院校长、中国通信工业协会区块链专业委员会共同主席于佳宁博士,与中国反洗钱研究中心特聘专家、证监会上证链治理委员会治理委员、上海特高信息技术有限公司董事长崔建军博士(带领团队打造上证链、长三角一体化交易基础设施,深耕工程落地),围绕 “技术协作优先级”“非技术障碍突破”“中小主体适配” 展开讨论。

图八 思辨讨论:于佳宁强调金融基建量子安全准备技术问题以外的社区共识

于佳宁博士指出:“Bitcoin约 20% 资产(400 万 BTC)因历史地址、无主资产面临公钥暴露,存在被量子计算破解私钥的可能性,要及时迁移资产到更安全的地址,不仅是技术问题 —— 需通过Bitcoin改进提案(BIP)让社区达成共识,再联动监管方避免停链等被动局面,保障Bitcoin持有者权益;而以太坊等智能合约链虽风险更突出,但新链可直接集成 后量子算法,总体上区块链的机遇大于挑战。” 崔建军博士则分享工程协作实践:“美国《金融基础设施量子安全框架》要求 2030 年前完成旧密码算法替换,2035 年实现全链路抗量子防护;国内特高信息所在的科创联盟链已试点‘量子密钥分发(QKD)+ 后量子密码学(PQC)’双层协作防护,跨机构转账安全等级提升 10 倍,每秒交易数(TPS)从 3000 提升至 5000,实现安全与效率协同。”

图九 思辨讨论:崔建军博士分享工程协作实践

互动环节中,Web3 社区开发者提出 “需通过去中心化自治组织(DAO)投票与政策备案协作,避免违背区块链分布式特性”;某城商行 IT 负责人分享 “接入上证链标准化接口后,PQC 升级成本降低 70%,让中小机构也能参与技术协作”;某互联网金融平台产品经理介绍 “通过‘无感升级’—— 钱包 APP 后台自动适配 PQC 算法,转账手续费未增,签名速度提升 20%,让普通用户无需学习即可享受安全服务”;国际标准组织代表呼吁 “推动‘跨境量子安全适配协议’,让香港与内地稳定币试点共享验证结果,避免标准壁垒影响用户体验”。最终形成共识:量子技术带来的前向安全风险已存在,需分主体协作准备 —— 头部机构(交易所、国家级基建)优先解决高价值资产安全,中小机构通过标准化接口降低门槛,Web3 社区、政策方、技术方协同保障普惠性。

议题二:金融基建技术采纳 —— 资源协作与全球普惠

天津大学张鹏教授与攀钢集团成都先进金属材料产业技术研究院智能制造研究所研究员 / 副所长朱焱麟将围绕“资源协作优先级”“跨界协作痛点”“全球普惠路径”展开实践分享。张鹏教授基于量子人工智能的最新研究进展,强调前沿技术需要以开放工具链和普惠机制实现跨行业协作;朱焱麟研究员则展示在量子材料研发中通过区块链可信存证实现科研与产业数据协同的路径,为创新链与产业链深度融合提供策略参考。

图十 思辨讨论:张鹏教授分享 “技术协作降门槛” 策略

张鹏教授提出“技术协作降门槛”策略,通过构建“AI量子科学智能体”工具体系,利用量子神经网络与大语言模型自动设计量子线路,帮助金融机构和 Web3 团队在不依赖复杂量子硬件的前提下开展低成本、可迭代的量子技术探索。该策略以模型驱动的算法验证、开放基准与工程化工具为支撑,致力于破解行业普遍存在的资源壁垒,让更多机构能够更早、更稳地迈入量子智能时代。朱焱麟研究员则强调 “风险预案协作”:“虽未发生量子攻击导致的实际金融损失,但攀钢已在区块链存证中引入量子随机数生成器(QRNG),既验证技术又控制成本;同时联动成都超级计算中心、香港区块链协会,实现内地抗量子算法在香港量子模拟平台的测试,推动跨区域资源协作。”

图十一 思辨讨论:朱焱麟研究员强调 “风险预案协作”及跨区域资源协作

互动环节中,国际组织技术顾问介绍 “免费开放‘量子安全开源工具包’,包含 PQC 适配代码与测试工具,已有 5 个非洲国家的金融机构用其完成钱包升级,助力发展中国家跨越技术鸿沟”;高校研究员分享 “与 3 家交易所共建‘量子金融联合实验室’,交易所提出‘降低 PQC 签名延迟’需求,团队针对性优化算法,半年内将签名速度提升 30%,实现学术与产业协作落地”;香港区块链协会代表提及 “香港与内地试点‘量子安全稳定币’—— 用 QKD 保障跨境传输,用 PQC 保障链上签名,双方共享标准接口,用户跨境转账无需关注技术差异,实现全球服务协同”;头部科技公司代表提出 “联合 10 家银行、5 所高校成立‘量子金融联盟’,分摊 QKD 网络建设成本,中小银行仅需支付 10% 费用即可接入,通过协作降低普惠门槛”。最终形成 “三维协作框架”:资源配置上,短期优先投入 PQC 工程化与 QRNG/QKD 试点,预留部分资源探索量子原生区块链;跨界协作上,学术与产业通过联合实验室对接需求,Web3 社区与政府通过 “自治提案 + 政策备案” 协调;全球普惠上,通过开源工具包与跨境标准对接,让技术红利覆盖更多主体。

图十二 思辨讨论互动环节:全球各方探讨金融基建技术协作普惠路径

 

总结致辞:四大协作共识锚定金融基建 “科技向善” 目标

总结环节,执行主席刘东屏博士、张露瑶教授梳理全天讨论,提炼出四大核心协作共识,这些共识均来自专家实践与现场参与者经验,聚焦 “科技向善、普惠大众”:

一是技术关系协作化:量子计算与区块链并非 “攻防对立”,而是 “合作博弈”—— 量子计算倒逼区块链加密升级为抗量子属性,同时通过并行计算、QRNG 提升区块链效率,上证链 TPS 提升 67%、跨境稳定币安全验证等案例,印证二者的共生价值;

二是性能平衡协同化:金融基础设施需同步满足安全、效率与低成本 ——“PQC+QKD” 双层防护提升 10 倍安全等级,模块化改造降低 70% 中小机构成本,三者通过技术协作可同时实现;

三是落地路径协作化:Web3 社区的改进提案或 DAO 投票保障自治,政府的政策框架提供引导,学术的技术支持解决难题;全球协作需具体行动,如香港与内地的标准对接、发展中国家的开源工具包,打破技术与地域壁垒;

四是价值导向普惠化:所有技术升级的落脚点,是让金融基建服务更多主体 —— 中小机构能低成本接入,普通用户能无感享受安全,发展中国家能共享技术成果,这样的技术变革才符合 “科技向善” 的核心目标。

执行主席刘东屏博士、张露瑶教授在总结中指出,从教育行业视角看,量子计算与区块链技术的融合不仅是金融基础设施的技术革新,更是培养新一代跨学科人才的重要方向。与会嘉宾一致认为,应将此次共识转化为多元成果:面向全球科技人员的技术科普、可供学术探索的论文提案、推动国际协同的标准倡议,联动国内外政策、学术、产业各界推进实践,让量子计算与区块链的协作成果真正服务于金融基建的安全与普惠。

论坛在热烈的讨论氛围中圆满结束。与会嘉宾期待通过持续的跨界对话,推动金融基础设施在量子时代的安全转型与普惠发展。

图十三 论坛总结:刘东屏、张露瑶提炼四大协作共识,锚定金融基建 “科技向善” 目标

中国计算机学会(CCF)

中国计算机学会(CCF)成立于 1962 年,是中国计算机及相关领域的全国性学术团体,也是中国科学技术协会成员。其宗旨是服务专业人士发展、推动学术进步与技术应用,涵盖学术交流、人才培养、技术普及等核心职能。CCF 下设 40 个专业委员会、45 个地方会员活动中心,每年举办 1500 余场学术会议与产业论坛,拥有包括图灵奖得主、两院院士在内的超 10 万会员;在国际影响力方面,CCF 与 ACM(国际计算机协会)、IEEE CS(国际电气与电子工程师协会计算机学会)等国际顶尖组织建立深度合作,还曾承办图灵大会等国际高端会议,持续推动中国计算领域与全球的学术交流与资源共享,是国内计算机领域最具影响力的学术组织之一。

CCF 青年计算机科技论坛(YOCSEF)

CCF YOCSEF 成立于 1998 年,是 CCF 最具活力的组成部分,由青年学者、企业家等各界精英参与策划组织。其以 “承担社会责任、提升成员能力” 为宗旨,通过观点论坛、技术论坛等形式,围绕人工智能伦理、数据安全等热点问题展开思辨讨论,同时开展扶贫助教、学术评价等活动。YOCSEF 总部设在北京,已在全国 27 个城市建立分论坛,每年举办超 200 场活动,培养了陈左宁、张尧学等院士及众多行业领袖,被誉为青年精英的 “能力训练场”中国计算机学会。

中国计算机大会(CNCC)

CNCC 是 CCF 主办的年度旗舰盛会,自 2003 年创办以来已举办 20 届。大会汇聚全球顶尖学者、产业领袖,通过特邀报告、技术论坛、成果展览等形式,探讨计算领域前沿趋势。2025 年哈尔滨大会吸引超 1.2 万人线下参会、485 万观众在线观看直播,展会面积达 1 万平方米,覆盖大模型推理、量子计算等热点方向,被业界称为计算领域的 “奥运会”。

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