链游说第三十四期：区块链的技术简史

嗨，大家好，欢迎来到第三十四期的链游说，我是你们的好朋友——链游小熊。

区块链是当前科技领域最令人关注的技术之一，如何理解这个新技术，我们从密码学、区块链的诞生、比特币的发展等多个维度来解读这场技术革命的前世今生。

区块链的技术简史

1.1976年—区块链元年,惠特菲尔德迪菲、马丁赫尔曼两位密码学大师发表了论文《密码学的新方向》。

在《密码学的新方向》这篇论文中,两位大师首次提出了公钥加密协议与数字签名的概含,这两个概念就是现代 互联网 广泛使用的加密协议的基石。在同一年,另一位学者弗里德里希·冯· 哈耶克 出版了专著《货币的非国家化》,书中提出了一个革命性建议:“废除中央银行制度,允许私人发行货币,并自由竞争,这个竞争过程将会发现最好的货币。”密码学货币新时代就此开启。

2.1977年,RSA算法诞生,三位发明人也因此在2002年获得图灵奖。

RSA算法是目前最具影响力的公钥加密算法,它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击,已被国际标准化组织推荐为公钥数据加密标准。

3.1980年,拉尔夫·默克勒提出默克勒树的数据结构和相应的算法,用于分布式网络中数据同步正确性校验。

默克勒树数据结构可以使数据量大大缩减,如哈希值为32个字节,那么一笔交易则需要300~400个字节来存储,而大量的交易信息会导致区块链网络的交易结算速度变慢。默克勒树数据结构在不改变区块链结构的密码学安全性和完整性的前提下,只保留这个交易的哈希值,而单独的交易信息则不上传。

4.1982年,莱斯利·兰波特提出拜占庭将军问题,标志着分布式计算的可靠性理论和实践进入了实质性阶段。

系统节点间的识别，其实就是点对点通信中的基本问题：如何在存在消息丢失的不可靠信道上通过信息传递的方式达成一致性？对于这个问题，莱斯利·兰波特等人在1982年提出一个形象的描述：拜占庭将军问题。同年，戴维·乔姆发明了不可追踪的密码学网络支付系统,而这就是今天比特币的“始祖”。

5.1985年,尼尔·科布利茨和维克托· 米勒 各自独立提出了著名的ECC(椭圆曲线加密)算法。

ECC算法在密码学中的使用是在1985年由尼尔·科布利茨和维克托·米勒分别独立提出的。它的主要优势是,在某些特定情况下,它可以比其他方法使用更小的密钥提供相当的或更高等级的安全。同时ECC算法还可以定义群之间的双线性映射。ECC算法的出现意味着非对称加密体系真正走向了实用,标志着现代密码学的理论和技术基础已经完全确立。

6.1997年,第一代PoW算法——哈希现金方法出现。

哈希现金使用的不是RSA算法,而是一种叫“哈希的散列过程用到的算法叫“SHA算法”。

发明之初,它主要用于反垃圾邮件,主要原理是使用者需要做大量的工作,解决一个数学难题。换句话说,就是使用者需要付出中央处理器的计算代价,得到正确的结果后,才能获取某些资源。

7.1998年,戴维、尼克·萨博同时提出密码学货币的概念。

图:尼克·萨博

戴维是一名兴趣广泛的密码学家,在1998年发明了匿名的、分布式的电子加密货币系统B币。B币被称为比特币的精神先驱,强调点对点的交易和不可更改的交易记录。中本聪发明比特币的时候,也借鉴了很多戴维的设计,和戴维也有很多邮件交流。尼克·萨博发明的比特金,提出PoW机制,用户通过竞争性地解决数学难题,将解答的结果用加密算法串联在一起公开发布,构建出一个产权认证系统。

8.1999年,点对点网络资源共享先驱纳普斯特上线。

纳普斯特是一款让用户可以在网络中下载自己想要的音乐文件的软件名称。它的设计模式与区块网络的设计模式有异曲同工之妙,它能够让自己的机器成为一台服务器,为其他用户提供下载。在网上有关纳普斯特网络的描述这样写道:“纳普斯特本身并不提供音乐文件的下载，它实际上提供的是整个纳普斯特网络中的音乐文件“目录’,而音乐文件分布在网络中的每一台机器上,随时供你选择取用,每次下载都是直接连到另一台机器。“

9.2001年,布拉姆·科恩发布比特流。

比特流是用于对等网络中文件分享的网络协议程序。和点对点的协议程序不同,它是用户群对用户群的协议程序。“比特流下载的特点是,下载的人越多,提供的带宽越多,下载速度就越快。同时,拥有完整文件的用户也会越来越多,使文件的‘寿命不断被延长。”同年,NSA发布了SHA2系列算法,其中包括比特币最

终采用的哈希算法SHA256。

10.2003年,海伦娜·汉德舒和亨利· 吉尔伯特 利用沙博-茹攻击理论上得到了SHA-256的一个部分碰撞,并证明SHA可以抵御沙博-茹攻击。

在1998年举行的第18届国际密码学年会上,弗 洛朗 ·沙博和安托万· 茹对SHA 0进行了攻击,发现碰撞的次数为261次,少于相同大小的理想散列函数的280次。2004年,伊莱· 比哈和拉菲·陈发现了SHA 0的近似碰撞,在消息值几乎相同的情况下,160位中的142位是相等的。同时,他们还发现SHA 0的全部碰撞减少到80发中的62次。这在一定程度上证明了SHA可以抵御沙博-茹攻击。

11.2008年11月,中本聪发表白皮书《比特币:一种点对点的电子现金系统》,提出区块链的数据结构。

2008年,中本聪在互联网上一个讨论信息加密的邮件组中发表了白皮书《比特币:一种点对点的电子现金系统》,勾画了比特币系统的基

本框架。2009年1月,比特币网络正式上线,第一个版本开源客户端发表,中本聪挖出创世区块第一笔50个比特币。

12.2010年9月,世界上最早的矿池斯卢奇池发明了多个节点合作挖矿的方式,并挖出了首个区块,成为比特币挖矿的行业开端。

斯卢奇池隶属于位于捷克首都布拉格的 SatoshiLabs,除斯卢奇池以外,还包括比特币硬件钱包和可以查询支持比特币支付商家的工具。之后,越来越多的矿池和机构加入比特币网络中,到2016年1月

比特币的全网哈希值超过了每秒100万兆次,成为挖矿算力的一个全新里程碑。

13.2011年4月,比特币官方有正式记载的第一个版本0.3.21发布。

0.3.21支持UPnP(通用即插即用),实现了日常使用的点对点软件的能力,同时,在这个版本中,比特币节点最小单位由0.01比特币的分”转为了小数点后8位的“聪”。比特币系统逐渐成熟,从极客们的玩物向市场化迈进。

14.2013年5月,第一台比特币ATM(自动取款机)在 美国 加利福尼亚州圣地亚哥诞生。

比特币ATM公司是一家位于美国加利福尼亚州圣地亚哥的创业公司,公司创始人及比特币ATM发明人是托德·贝瑟尔。2013年5月,该公司研发的比特币ATM在圣地亚哥亮相。该公司也是第一家将比特币ATM商业化运营的公司。

15.2013年11月,维塔利克·布特林发起以太坊项目。

2013年11月,创始人维塔利克·布特林为了创建一个有内置的编程语言,提出了以太坊核心理念的初始想法。2013年12月,维塔利克私下散发了原始的概念白皮书。之后,随着大量爱好者被出乎意料地吸引进来,该项目第一次扩展,具体化成一个独立的块链。2015年7月,以太坊发布第一个正式版本— frontier(前沿)阶段版本,这标示着以太坊正式运行。2016年6月,以太坊硬分叉,以太经典和以太坊并行。2017年,以太坊正式发布 Metropolis(大都市)阶段版本,它将是PoW的最后一个阶段。

那今天就和大家分享到这，感谢艾场，感谢链游玩家，感谢优贝迪联名播出，谢谢，我们下期见！