Chia VDF 算法原理剖析

随着爆火产品Chia的出现,挖矿行业又有了更新颖亲民的玩法,即低门槛的硬盘挖矿方式,这种挖矿方式让越来越多的普通人能够参与到挖矿中来,一起感受区块链行业的热潮。

根据Chia的白皮书介绍,Chia采用的共识机制是空间证明(POS, Proof Of Space)和时间证明(POT, Proof Of Time)。POS主要用来证明用户的确有未使用空间可以用来存储,而POT则用来保证整个系统的安全性,其主要算法是VDF 可验证延迟函数(Verifiable Delay Function),VDF得出的运算结果必须经历一定的时间,并且可以由网络中的任何节点快速认证,增加POS获得出块权的概率。

Verifiable:即经过一定次数的计算后,prover可以快速生成一个小的proof来证明计算有效性,verifier不用重复执行计算就可以得知计算的正确性;

Justin Sun:将大力赋能HT,不会发布新Token:10月10日消息,Juntin Sun 今日作为特别嘉宾出席 Huobi Global 全体员工大会并发言表示:Huobi Global 未来将会有一系列品牌升级和动作,但整体都会围绕 HT 展开,不会发布新 Token,将大力赋能 HT,这样 Huobi 的支持者们也会有更多动力。HT 升值,不仅仅是拉盘的结果,而将是用户对品牌信心的体现。[2022/10/10 10:29:28]

Delay:即prover只有执行正确次数的计算后,才能得到正确的结果,不会出现没达到指定次数前,就得到正确结果的情况;

Function:即结果是确定性的,输入x,就会得到y。

阿根廷的加密货币交易所 Buenbit 已裁员 45%:金色财经报道,总部位于阿根廷的加密货币交易所 Buenbit 已裁员 45%。据该公司称,该团队现在由 100 人组成,分布在阿根廷、墨西哥和秘鲁的业务部门。该公司拒绝透露裁员人数,但根据数学计算,裁员 45% 意味着裁员约 80 人。(Coindesk)[2022/5/25 3:39:19]

Figure 1 POT

VDF的计算

基于Chia的设计模式,如果某个节点的VDF计算速度高于其他节点,有可能会发起某种安全攻击。因此,为了避免这一威胁,Chia希望节点中运行的VDF算法是最高效的,所以基本没有什么优化空间。为此,Chia还举办了两次VDF效率竞赛,以高额的奖励来吸引业内精英参与到本次活动中来,广泛汲取大家的智慧,来获取效率最高的VDF。

Dogmoon基金会与马鞍山亿脑科技有限公司达成战略合作:据官方消息,狗狗登月(Dogmoon) 基金会与亿脑矿场本着合作共赢,价值互信,资源互助的原则.成为深度战略合作伙伴,此次深度合作将助力Dogmoon的发展与前行。合作方案将会由Dogmoon基金会公布给各大社区。[2021/6/7 23:18:57]

如上图所示,Chia里用到的VDF算法其实很简单,就是对一个数x进行连续的T次平方计算,x是一个未知阶的群组(a group of unknown order)的元素。为什么是未知阶的群组,其中缘由也很简单:

如果群组的阶为d,那么根据群组的性质:x2^T = x(2^T) % d

就会存在未达到指定次数T,就得到正确结果,这与Chia的设计不一致;因此,群组的阶是无法被知道的;生成未知阶的群组的方式有两种:

基于RSA的群;

虚二次域类群;

当选择基于RSA的方式时,群的阶N=pq,其中p、q都是很大的素数且不可公开,因此,计算这种群的阶的难度就和分解大数N一样困难。所以被认为是安全的,但是,这种方式需要可信设置,即p、q由可信第三方生成,或许也可以用MPC的方式,但是总之,它需要可信设置;

而基于虚二次域的类群可以消除可信设置,因为一个满足|d|=3 mod 4关系的负大素数生成的类群,计算其阶是困难的(为什么困难,将在另外一篇文章里详细阐述,涉及数学概念较多,将尽量写的简明易懂些),由于这个大素数可以公开,因此这种方式可以很容易的生成无须可信设置的未知阶的群。

了解了背后的数学概念,下面让我们再看一下,基于虚二次域类群的元素的平方应该如何计算,如下图所示(算法参考NUDUPL论文):

Figure 2 if a < L

Figure 3 if a > L

NUDUPL算法为目前为止,计算虚二次域平方的最有效的方法,这也是在两次VDF算法竞赛中,参赛者们选用最多的方法。图2、图3展示了算法的两个主要分支,其中m = (a,b,c)、M = (A,B,C)都是群中元素的表示形式。

VDF的证明

由图1可知,prover除了需要做T次计算外,还需要生成一个证明,来证明计算的正确性,关于VDF的正确性论证,这篇论文中给出了两个经典的方法,Chia采用的是Wesolowski的论证方法,此方法的过程如下图所示:

算法本身简单,且好理解。和论文中的Pietrzak算法相比,该算法生成证明更小,验证proof更快。

结 语

经过一段时间的研究和测试,Chia目前采用的VDF算法确实相当高效,从算法上,已经寻找不出可以大幅优化的点。“软的不行就来硬的”,这也是为什么我们仍然坚持把Chia的VDF算法研究的很深入的一个原因,目前已经着手硬件优化设计。从理论上讲,具有更高效率的VDF计算,可以获得更高的挖矿效率,这也是我们的目标。

郑重声明: 本文版权归原作者所有, 转载文章仅为传播更多信息之目的, 如作者信息标记有误, 请第一时间联系我们修改或删除, 多谢。

链链资讯

DOGE高盛称加密资产为“新资产类别” 标志着基调的重大转变

随着加密市场的发展,可以肯定的是,知名投资银行正在悄无声息地从不情愿接受比特币到慢慢接纳更多。最近,华尔街大银行高盛的一位高管表示,加密资产是一种“新的资产类别”,也是一种“可投资资产”。 很有意思的是,一家传统的投资银行会对这样一种曾被华尔街银行称为一文不值的金融工具做出这样的判断。

以太坊价格一文读懂DeFi协议迄今最大清算事件:Venus

由于涉嫌对原生代币XVS进行价格操纵,Venus协议在本周三面临超过2亿美元的大规模清算。 对于不太了解Venus协议的人来说,我们首先做一个简单的解释。Venus协议在币安智能链(Binance Smart Chain)上提供去中心化金融借贷服务,允许用户使用XVS代币作为抵押来借入资金。

Filecoin为什么我们迫切需要Web 3.0?

大规模的审查和去平台化(de-platforming)快速发展。幸运的是,加密货币的去中心化性质已经为减少监督的美好明天铺好道路,这也促进了Web 3.0的到来。 表达的自由极具力量,这也就是为什么表达的自由总被各种框架束缚。有时表达的内容可能是仇恨言论,而有时则可能是错误信息。无论在什么情况下,互联网上信息的自由流通所产生的力量都不可忽视。

[0:35ms0-0:613ms