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工作量证明是区块链时代的密码学?
区块链
区块链的出现引发了人们极大的兴奋,不仅因为它们实现了新颖的金融工具,而且还为容错分布式计算和加密协议中的经典问题提供了替代解决方案。

密码学家 David Chaum在他 1982 年的论文“相互可疑的团体建立、维护和信任的计算机系统”中首次提出了一种类似区块链的协议。区块链由矿工管理和构建,并在各种环境中使用,最著名的是分布式账本,它记录比特币等加密货币系统中用户之间的所有交易。

许多此类协议的基础是“工作量证明”(PoW),其是一种对应服务与资源滥用、或是阻断服务攻击的经济对策。几十年来,已被广泛应用于密码学和安全文献中的各种设置,包括垃圾邮件缓解、女巫攻击和拒绝服务攻击保障。然而,它在区块链协议设计中的作用可以说是其最具影响力的应用。

随着矿工收到新的交易,数据被输入到一个新的区块中,但是必须解决一个 PoW 才能将新的区块添加到链中。PoW 是一种用于验证比特币交易的算法。它是由比特币矿工通过率先解决复杂的数学难题来创造新的比特币而产生的,这需要昂贵的计算机和大量的电力。

一旦矿工找到了一个谜题的解决方案,他们就会将该区块广播到网络上,以便其他矿工可以验证它是否正确。然后,成功的矿工将获得固定数量的比特币作为奖励。然而,尽管我们对 PoW 原语的理解不断发展,但确定足以证明比特币和相关协议安全性的确切属性一直难以捉摸。事实上,原语的所有现有实例都依赖于理想化的假设。

已经有专家确定并证明了具体的属性,无论是数论还是与哈希函数有关。然后它们被用来构建安全且使用安全的区块链协议。通过他们的新算法,研究人员证明了这种 PoW 可以挫败对手和环境,共同拥有网络中不到一半的计算能力。

PoW 背后的技术超越了区块链的背景。事实上,它们可以应用于密码协议领域的其他重要问题,从而规避众所周知的不可能结果,这也被称之为“资源受限密码学”的新范式。这是一种思考密码学的新方式,因为事情不必非常困难,只需中等困难。然后你仍然可以做有意义的事情,比如区块链,加密货币只是一个例子。


责任编辑:华轩 来源: 中金网
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