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​加密世界的演化:五年时间走了多远?

2019-12-25

还有其他的一些发展,例如通过收据进行的跨分片通讯,以及“常数”增强功用,例如BLS签名聚合。

也就是说,彻底分片的区块链还没有完成上线运转,部分分片的Zilliqa最近现已开端运转。从理论上,还存在关于剩下细节的争议,一起也触及一些应战:分片网络的稳定性、开发者经历以及减轻中心化的危险。

根本的技能或许性方面好像不再有什么可置疑的。可是,应战终归是应战,假如仅仅考虑它们,是无法处理的。唯有开发体系和调查以太坊2.0或其他相似链的线上运转才干处理应战。

问题:创立散布式的鼓励兼容体系,不论它是区块顶层的叠层,或许是其自身区块链,都使当时时刻坚持较高的准确性。一切合法用户都有正态散布的时钟,环绕某个“实在”时刻散布,标准误差为20秒。没有两个节点的时刻误差答应超越20秒,以依靠于现有的“N个节点”的概念。实践上,这能够通过PoS或非女巫代币强制履行。

体系应持续供给大于99%诚笃参加节点的内部时钟的120秒内的时刻。外部体系或许终究依靠于此体系;因而,不管动机怎么,它应坚持安全,以防进犯者操控不超越25%的节点。

现状:有些发展

以太坊实践上在13秒的区块时刻内存活下来,还没有特别先进的时刻戳技能;它运用一种十分简略的办法,其间客户端不会接纳这样的区块:其声明的时刻戳早于客户端本地时刻的区块。也就是说,它还没有在严峻进犯下经受考验。

最近的网络调整后的时刻戳提案企图在客户端没有从本地得悉高准确时刻的状况下答应客户端确认一致,以此来改进现状。这还没有得到验证。但,从整体来说,时刻戳并不是当时研讨应战的前沿。或许一旦有更多的PoS链上线运转后,这会发作改动,咱们会看到问题所在。

问题:创立程序POC_PROVE - 和POC_VERIFY - { 0, 1 } ,以便POC_PROVE在输入I上运转程序P,并回来程序输出O以及核算证明Q,以及POC_VERIFY取P,O以及Q和输出,不管Q和O是否由POC_PROVE 算法运用P合法生成。

现状:理论和实践上都获得巨大发展

这根本上是说,构建一个SNARK。咱们现已搞定了。有越来越多的人了解SNARK,且现在正在被多个区块链所选用,其间也包括以太坊上的tornado.cash。

SNARK作为隐私技能和可扩展性技能,都十分有用。

功率方面依然存在应战;完成算术友爱的哈希函数是个大问题,而高效的证明随机内存拜访是别的一个问题。此外,还存在一个悬而未决的问题,即证明时刻的O)增大是否是根本的约束,或许是否有办法仅用线性开支完成简练证明,如bulletproof相同。

还存在现有计划有缝隙的危险。一般,这些问题在于细节问题,而不是根本问题。

创立混杂函数O是圣杯,这样,给定任何程序P,混杂函数都能够发生第二个程序O = Q ,然后假如给定相同的输入,则P和Q回来相同的输出,而且重要的是,Q并没有走漏任何关于P内部的信息。人们能够在Q内部躲藏暗码、隐秘加密的密钥、或许能够简略地运用Q来躲藏算法自身的专利作业。

现状:发展缓慢

用大白话来说,这个问题是在说咱们想要找出一种办法来“加密”程序,这样被加密的程序依然能够为相同输入供给相同的输出,但该程序的“内部信息”会被躲藏。“混杂”用例的一个比如是包括私钥的程序,其间该程序仅答运用私钥来对某些音讯进行签名。

代码混杂的处理计划对区块链协议来说十分有用。其用例是奇妙的,由于有必要处理这种或许性:在链上混杂的程序将被仿制且运转在不同于链自身的环境中,但有许多或许性。

一个让我个人感兴趣的功用是:从抗合谋的小工具中移除中心化的操作者,其方法是用包括一些作业量证明的混杂程序来代替操作者,因而,要测验确认各个参加者的行为,运用不同的输入屡次运转会十分贵重。

惋惜的是,这依然是个难题。在处理这个问题方面,正在持续进行作业,一方面,正在进行构建,以削减对咱们实践上不知道的数学目标上的假定数量,另一方面,测验对所需的数学目标进行实践履行。

但是,一切这些途径都离创立可行和已知的安全性还很悠远。关于这个问题,可参看https://eprint.iacr.org/2019/463.pdf 以获得更一般的概述。

问题:创立一种安全算法,它不依靠于安全假定而是依靠于哈希值的随机预言机特点,该特点能够坚持具有最佳巨细和其他特点的传统核算机同等的160位比特的安全性。

现状:有些发展

从2014年以来,这方面获得了两大发展。SPHINCS是一种“无状况”签名计划,它在这些“难题”列表提出后不久发布了,并供给巨细约为41kb的纯根据哈希的签名计划。

此外,也现已开发了STARK,而且能够根据它们创立相似巨细的签名。不仅是签名,一起通用意图的零常识证明也是能够仅通过哈希值就有或许完成,这是我在五年前没有预料到的;关于这种状况,我感到十分高兴。就是说,巨细依然是个问题,且不断的前进在持续削减证明的巨细,虽然看上去未来的发展会是逐渐的。

根据哈希的加密学没有处理的首要问题是聚合签名,相似于BLS聚合使其成为或许。众说周知,咱们能够对许多Lamport签名进行STARK,但这功率低下;更高效的计划会是受欢迎的。

现状:已极力处理

在“难题”列表发布6个月之后,以太坊决议选用其抗ASIC的作业量证明算法:Ethash。Ethash被称为内存难解的算法。该理论是说,惯例核算中的随机RAM现已获得很好优化,因而对专门运用来说很难有更大的提高。Ethash旨在通过将内存拜访成为运转PoW核算的主导部分来完成抗ASIC。

Ethash并不是第一个内存难解的算法,但它的确增加了一项立异:它在两层DAG上运用伪随机查找,然后供给两种评价函数的方法。首要,假如一个人有整个DAG,则能够快速核算它;这是内存难解的“快速通路”。其次,假如一个人只要DAG的顶层,那么,核算它会慢得多;这用于区块验证。

Ethash在抗ASIC方面被证明是十分成功的。在通过三年和数十亿美元的区块奖赏之后,ASIC的确也存在,但其算力和本钱功率只比GPU高2-5倍。

ProgPoW被提出来作为代替计划,但不断增加的一致以为,抗ASIC算法将不可避免地存在有限的生命周期,而且抗ASIC也有缺陷,由于它让51%的进犯更廉价。

我信任,能够创立能到达中等等级的抗ASIC的PoW算法,但这种抗ASIC也是有期限的,且ASIC和抗ASIC都有缺陷。从长远看,区块链一致算法的更好挑选是PoS。

使得作业量证明功用一起有用。

常见的“有用”候选者是相似于Folding@home这样的,它是现有的程序,其用户能够下载软件到自己的核算机上,模仿蛋白质折叠并给研讨人员供给许多的数据,以协助他们治好疾病。

现状:或许不可行,只要一个破例。

有用的作业量证明所面对应战是,作业量证明算法需求许多特点:

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