密码学家DavidChaum在他1982年的论文“相互可疑的各方建立、维护和信任的计算机系统”中首次提出了类似区块链的协议。区块链由矿工管理和构建,并在各种环境中使用,最显着的是作为分布式分类账记录加密货币系统(如比特币)中用户之间的所有交易。其中许多协议的基础是工作量证明(PoW),这是一种针对服务和资源滥用或拒绝服务攻击的经济对策。几十年来,它已广泛用于密码学和安全文献中的各种设置,包括垃圾邮件缓解、Sybil攻击和拒绝服务攻击保护。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。当矿工收到新交易时,数据被输入到新区块中,但必须解决PoW才能将新区块添加到链中。PoW是一种用于验证比特币交易的算法。它由比特币矿工创建,通过率先解决复杂的数学难题来创造新的比特币,这需要昂贵的计算机和大量电力。一旦矿工找到了难题的解决方案,他们就会将区块广播到网络,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,但仍然难以确定足以证明比特币和相关协议安全性的确切属性。事实上,所有现有的原语实例都依赖于理想化的假设。专家已经确定并证明了特定属性,无论是与数论还是哈希函数相关。然后将它们用于构建安全可靠的区块链协议。通过他们的新算法,研究人员证明这种PoW可以击败对手和环境,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,以规避众所周知的不可能结果,这也被称为“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,适度困难即可。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。
