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区块链入门收藏:那些必读的白皮书(附链接)

2019-12-04 区块律动BlockBeat 来源:区块链网络

区块律动 BlockBeats 小编按:本文节选自《这 33 篇区块链必读论文, 读过 5 篇以上的竟不到 1%》,是南加州大学教授 Bhaskar Krishnamachari 结合自己的授课经验,为区块链爱好者撰写的入门经典。根深则木茂,源远则流长,这十篇白皮书值得细读。


原文标题:《这 33 篇区块链必读论文, 读过 5 篇以上的竟不到 1%》
作者:Bhaskar Krishnamachari    译者:Guoxi
原文来源:区块链大本营


这一部分都是经典的区块链开山之作,相信读完了这些你就会对区块链有了初步的了解。

1.《比特币:一个点对点的电子现金系统》:中本聪(Satoshi Nakomoto)在 2008 年发表的这篇论文开创了区块链的时代。论文中中本聪革命性地将哈希链、公钥加密、使用工作量证明进行去中心化的共识、最长链机制、挖矿激励等几个核心要素有机结合,赋予区块链巨大的能量。这篇论文可谓是所有区块链从业者的入门必读,当然了,如果你读起来吃力的话,可以在网上找一下翻译的版本。

*地址:https://bitcoin.org/bitcoin.pdf


区块首尾相连就组成了区块链

2.《以太坊:下一代智能合约和去中心化应用程序平台》:准确地说,这是一本白皮书,它介绍了以太坊这个 2015 年面世的基于状态机的第二代区块链协议。以太坊拥有一个(准)图灵完备的虚拟机,它支持在区块链上进行计算,并以」燃料费用」计价,用户可以在以太坊上运行脚本(虽然这种表述有些误导性),也就是我们常说的智能合约。

*地址:https://github.com/ethereum/wiki/wiki/White-Paper

3.《Hyperledger Fabric:基于私有区块链(也叫许可区块链)的去中心化操作系统》:这是一篇 2018 年发表的同行评审文章,它介绍了当下最受欢迎的私有区块链 Hyperledger Fabric 的架构。与比特币和以太坊这些公有区块链不同,私有区块链是封闭的,只有得到许可的用户才能参与其中。这篇文章论证了将交易的执行过程与交易的验证过程分离,以及不等交易完成验证就执行交易的好处。Hyperledger Fabric 的共识机制可以支持定制化,模块化的设计。

*地址:https://arxiv.org/pdf/1801.10228.pdf


Hyperledger Fabric 架构

4.《Tendermint:关于拜占庭容错共识算法的最新进展》:这是一篇 2018 年发表的论文,文章中提出了简化的拜占庭容错(Byzantine Fault Tolernant,BFT)共识协议。这个改进的协议需要多回合的执行,每一个回合都会有一个专门的提议者。协议为便于理解和实现做出了优化,在提议者不表现出恶意行为且通信不受影响的理想情况下,它只需执行三个回合就能达成共识。同时,文章中提供了协议正确性的形式化证明。

*地址:https://arxiv.org/pdf/1807.04938.pdf

5.《Swirlds 哈希图共识算法》:哈希图是一个 2016 年提出的基于有向无环图(Directed Acyclic Graph,DAG)的协议,该共识协议使用了一个基于 gossip 的算法,可以提供可证明的拜占庭容错共识。在理想没有故障的情况下,该协议可以做到无需领导,异步且快速地建立共识,与其他协议相比,它可以以最少的通信量达到整体的排序。使用到有向无环图的协议还包括 IOTA,Spectre。

*地址:https://www.swirlds.com/downloads/SWIRLDS-TR-2016-01.pdf

6.《Ouroboros:一个可证明安全的权益证明区块链协议》:这篇 2017 年发表的论文介绍并从数学的角度分析了对应于区块生成的按回合运行的同步协议 Ouroboros,该协议以分批次的方式运行。Ouroboros 专为被誉为区块链 3.0 的 Cardano 区块链开发。在每个回合的开始阶段,权益相关者组成的委员会使用安全多方计算来为该时段选择一个区块生产者的随机序列,并选取下一回合的委员会。每个用户被选择成为区块生产者的概率取决于他所投入的权益。

*地址:https://eprint.iacr.org/2016/889.pdf


Ouroboros 上的分叉

7.《Algorand:加密货币高可拓展性拜占庭容错共识协议》: Algorand 发表于 2018 年,它提供了一种改进的拜占庭容错协议机制,即使用可验证随机函数(Verifiable Random Function, VRF)以隐秘且非交互的方式来选择一部分用户参与共识。这个协议参考了权益证明机制的思想,按照每个参与者投入的货币价值给予其相应的权重。该协议的亮点在于可扩展性,它可以支持很高的交易吞吐量并避免了工作量证明区块链在计算上付出的昂贵代价。

*地址:https://people.csail.mit.edu/nickolai/papers/gilad-algorand-eprint.pdf

8.《Avalanche:一种亚稳态的新共识协议》: 这篇由匿名组织「火箭团队」撰写的论文于 2018 年发表。它提出了一种无需领导的,基于 gossip 协议,使用有向无环图的概率共识协议。与其他区块链协议相比,Avalanche 协议表现出更好的通信复杂度,因而具有更强的可扩展性。同时,论文中还论证了协议的安全性和存活能力。然而,在 Avalanche 协议的设计中考虑到了女巫攻击,但没有考虑到区块链的激励机制。不过好在,基于有向无环图的区块链协议 Perlin 在 Avalanche 共识的基础上解决了这些问题。

*地址:https://ipfs.io/ipfs/QmUy4jh5mGNZvLkjies1RWM4YuvJh5o2FYopNPVYwrRVGV


由 Avalanche 建造的有向无环图

9.《大零币 Zerocash:来自比特币的去中心化匿名支付》: 2014 年发表的这篇论文展示了如何使用零知识简洁的非交互式知识论证(零知识证明,zk-SNARKs)来实现去中心化的匿名交易,其中交易的发起方、接收方、交易的金额都是保密的。

*地址:http://zerocash-project.org/media/pdf/zerocash-oakland2014.pdf

10.《乌龟和野兔共识(Tortoise and Hares Consensus):针对激励兼容,可扩展性的加密货币 Meshcash 框架》:这篇 2017 年发表的论文结合了基于工作量证明的公有区块链拜占庭容错共识协议(慢速的乌龟)与可能会出错但运行快速的共识协议(快速的野兔)。该协议在降低平均共识建立时间的同时,即使在最坏的安全状况下,它也能保证最终结果的一致性和不变性。它是一种区块的有向无环图协议。

*地址:https://eprint.iacr.org/2017/300.pdf

原文链接:mp.weixin.qq.com

区块律动 BlockBeats 提醒,根据银保监会等五部门于 2018 年 8 月发布《关于防范以「虚拟货币」「区块链」名义进行非法集资的风险提示》的文件,请广大公众理性看待区块链,不要盲目相信天花乱坠的承诺,树立正确的货币观念和投资理念,切实提高风险意识;对发现的违法犯罪线索,可积极向有关部门举报反映。

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编译者/作者:区块律动BlockBeat

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