密碼學(xué)家 David Chaum在他 1982 年的論文“相互可疑的團(tuán)體建立、維護(hù)和信任的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”中首次提出了一種類似區(qū)塊鏈的協(xié)議。區(qū)塊鏈由礦工管理和構(gòu)建，并在各種環(huán)境中使用，最著名的是分布式賬本，它記錄比特幣等加密貨幣系統(tǒng)中用戶之間的所有交易。

許多此類協(xié)議的基礎(chǔ)是“工作量證明”(PoW)，其是一種對(duì)應(yīng)服務(wù)與資源濫用、或是阻斷服務(wù)攻擊的經(jīng)濟(jì)對(duì)策。幾十年來(lái)，已被廣泛應(yīng)用于密碼學(xué)和安全文獻(xiàn)中的各種設(shè)置，包括垃圾郵件緩解、女巫攻擊和拒絕服務(wù)攻擊保障。然而，它在區(qū)塊鏈協(xié)議設(shè)計(jì)中的作用可以說(shuō)是其最具影響力的應(yīng)用。

隨著礦工收到新的交易，數(shù)據(jù)被輸入到一個(gè)新的區(qū)塊中，但是必須解決一個(gè) PoW 才能將新的區(qū)塊添加到鏈中。PoW 是一種用于驗(yàn)證比特幣交易的算法。它是由比特幣礦工通過(guò)率先解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)難題來(lái)創(chuàng)造新的比特幣而產(chǎn)生的，這需要昂貴的計(jì)算機(jī)和大量的電力。

一旦礦工找到了一個(gè)謎題的解決方案，他們就會(huì)將該區(qū)塊廣播到網(wǎng)絡(luò)上，以便其他礦工可以驗(yàn)證它是否正確。然后，成功的礦工將獲得固定數(shù)量的比特幣作為獎(jiǎng)勵(lì)。然而，盡管我們對(duì) PoW 原語(yǔ)的理解不斷發(fā)展，但確定足以證明比特幣和相關(guān)協(xié)議安全性的確切屬性一直難以捉摸。事實(shí)上，原語(yǔ)的所有現(xiàn)有實(shí)例都依賴于理想化的假設(shè)。

已經(jīng)有專家確定并證明了具體的屬性，無(wú)論是數(shù)論還是與哈希函數(shù)有關(guān)。然后它們被用來(lái)構(gòu)建安全且使用安全的區(qū)塊鏈協(xié)議。通過(guò)他們的新算法，研究人員證明了這種 PoW 可以挫敗對(duì)手和環(huán)境，共同擁有網(wǎng)絡(luò)中不到一半的計(jì)算能力。

PoW 背后的技術(shù)超越了區(qū)塊鏈的背景。事實(shí)上，它們可以應(yīng)用于密碼協(xié)議領(lǐng)域的其他重要問(wèn)題，從而規(guī)避眾所周知的不可能結(jié)果，這也被稱之為“資源受限密碼學(xué)”的新范式。這是一種思考密碼學(xué)的新方式，因?yàn)槭虑椴槐胤浅＠щy，只需中等困難。然后你仍然可以做有意義的事情，比如區(qū)塊鏈，加密貨幣只是一個(gè)例子。