独家 | 区块链最新顶级论文曝光!来自欧密会上的5篇重磅,统统打包给你

从区块链的诞生,就跟密码学分不开。

甚至如果没有密码学的理论根基,比特币根本都不会存在。比特币的实现也基于很多早期密码学领域的研究成果。

例如早期传奇密码学家David Chaum的数字现金技术(DigiCash);密码学家戴伟(W. Dai)在1998年提出的B-money Scheme(B-money强调点对点的交易和不可更改的交易记录);以及由Ralph Merkle在1979年提出的大名鼎鼎的「哈希树(Hash Tree)理论。

密码学家眼中的区块链

随着区块链技术的发展,这项与密码学深度结合的技术也越来越受到密码学界的重视,在上周刚刚结束的EUROCRYPT 2018大会中,有5篇关于区块链的顶级论文被发表。内容涵盖快速交易协议、比特币共识算法、POS算法,以及POW哈希算法等多个领域。

今天,连长就为大家介绍一下这些密码学领域的最新研究,并将所有论文的原文下载资源奉献给大家(提取请后台回复关键词:论文)。为了说明这些文章的价值,我们先来介绍一下EUROCRYPT这个大会。

密码学中最著名的学术会议当属「国际密码学协会」(IACR,International Association of Cryptological Research)所主办的三个大会了:Crypto、Eurocrypt、Asiacrypt,即美密会、欧密会、 亚密会,其中欧密会和美密会的水平最高(亚密会的资历最浅,虽然近几年上升很快,但要完全赶上还需要一定的时间)。密码学中最重要的文章一般都会在这三个会议中发布

上周(4.30~5.3日),2018年的欧密会(EUROCRYPT 2018)刚刚在以色列首都特拉维夫落幕。今年的EUROCRYPT大会增设了「区块链」分论坛,分论坛上有4篇论文发布。能在EUROCRYPT上发表论文绝非易事,通常每五篇提交上去的论文中,只有一篇能被选中。

在发表之前,每一篇论文都会进行为期几个月的Peer Review(互相审阅),在完全匿名的不断探讨这些论文的价值,最后胜出的论文才能被发表。

下面我们就来看看今年发布的这5篇(4篇分论坛+1篇最佳论文)论文都讲了点啥,感兴趣的话,不妨亲自找来研究。

EUROCRYPT 2018区块链论文合集

论文1

论文标题:Thunderella:区块链理想条件下的瞬间响应(Thunderella: Blockchains with Optimistic Instant Confirmation)

作者:Rafael Pass,康奈尔大学计算机科学系副教授

内容简介:这篇论文中,作者介绍了一个全新的算法叫做「Thunderella」。与一般状态机的共识原理不同(状态机相当于一个共识机制的抽象,对分布式网络中大量节点的请求进行确认),Thunderella使得状态机可以在实现快速异步处理的同时,在异常时还可以启动回滚机制。如此一来,状态机的相应速度与同步协议无异,在不出现「拜占庭将军问题」(及大多数人都是诚实的)的情况下,可以做到对交易的瞬间响应。

这篇论文中,作者对POW协议下,无需许可和需要许可的设定,提供了一些示例,相应速度可以达到正常上网的体验。不过正如上面所说,这一算法的前提条件是网络中的大部分节点或算力是诚实的,而这里所说的「大部分」指的是不能低于3/4。

原文链接:

https://eprint.iacr.org/2017/913.pdf

论文2

论文标题:比特币为什么靠得住?关于比特币的理性协议的设计(But Why Does it Work?A Rational Protocol Design Treatment of Bitcoin?)

作者:Vassilis Zikas,英国爱丁堡大学区块链技术实验室副主任、副教授。

内容简介:这篇论文是关于比特币的,作者试图通过实验来验证RPD(Rational Protocol Design)框架作为一个「理性的密码学框架」在比特币分析中的可用性。众所周知,比特币交易的前提是默认大部分算力(矿工)是诚实的,然而在现实世界中,如何向公众证明大多数人是诚实的却是个难题。

在这篇文章中,作者通过对RPD框架部署了一套新的机制,结果显示无论是对矿工添加新的区块进行奖励,还是让他们对挖矿付出代价,诚实的节点总是占大多数。这一结果跟币圈一直以来「矿工总是追求利益最大化」的论调相去甚远。

这篇论文的价值在于,由于比特币交易流程的特殊性,以往密码学家没有一个关于合约是如何工作的常用的模型,需要各自开发安全等级上非常过硬的共识算法。这篇文章却改变了这一现状。

原文链接:

https://eprint.iacr.org/2018/138.pdf

论文3

论文标题:Ouroboros Praos:一条自适应安全和半同步POS的区块链(Ouroboros Praos: An adaptively-secure, semi-synchronous proof-of-stake blockchain)

作者:Peter Gaži,IOHK研究员

内容简介:这篇文章中,作者提出了一个新的POS协议——Ouroboros Praos,这个协议可以看作是,针对IOHK之前发布的公链Cardano的升级算法。

这一算法第一次实现了半同步条件下对完全自适应腐败(fully-adaptive corruption)的安全保护。尤其是比特币持有者以诚实者占大多数时,黑客可以随时随地对这些人进行「腐化」,这一协议保证了更安全的数字签名,以及对随机函数进行验证的新类别——在而已密钥的生成下,依然保持不可预测。

不过,这个协议仅在随机预言机模型的标准加密假设中有效。

原文链接:

https://eprint.iacr.org/2017/573.pdf

论文4

论文标题:可持续空间模型(Sustained Space Complexity)

作者:Jo¨el Alwen,奥地利科学与技术学院研究员

内容简介:MHF(Memory-hard functions)是一种函数,它的评测成本受存储成本所控制。在硬件设备(如FPGAs、ASICs)上对MHF进行评测,成本不比在x86设备上便宜。

在这篇文章中,作者引入了一个叫做「持续内存机制」(Sustainedmemory Complexity)。这一机制在平行随机预言机中构建。通过n和O两个函数进行运算,其中n代表步骤,O代表存储,函数式为:O(n/ log(n))。在每个步骤中,一条询问被放入随机预言机,其他算法也可以将其他随机询问放入随机预言机。其存储为:Ω(n/ log(n)) ,步骤为:Ω(n)。

原文链接:

https://eprint.iacr.org/2018/147.pdf

EUROCRYPT 2018 最佳论文

在区块链论坛入选的4篇论文之外,还有一篇关于区块链的论文入选了「最佳论文」,就是下面这篇。

论文标题:简单的连续工作证明(Simple Proofs of Sequential Work)

作者:Krzysztof Pietrzak,密码学家、奥地利科学与技术学院研究员。Bram Cohen,BitTorrent创始人、Chia CEO

内容简介:试图通过「空间证明」(Proof of Space)来保证比特币及其他加密货币的安全。「空间证明」是Bram Cohen之前提出的一种取代PoW的工作证明方式。

原文链接:

https://eprint.iacr.org/2018/183.pdf

原文发布于微信公众号 - 区块链大本营(blockchain_camp)

原文发表时间:2018-05-08

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