DOG: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;

NFT铸造平台Metaplex:Solana主网宕机部分由于其Candy Machine程序爬虫,将推出惩罚机制:5月1日消息,基于Solana的NFT铸造平台Metaplex发推表示,今日Solana主网宕机部分由于Candy Machine程序的爬虫。为了进一步稳定网络,该项目将很快对该程序部署一个机器人惩罚程序,当钱包尝试完成无效交易时,将收取 0.01 SOL 罚款。收集到的惩罚资金将提供给 Candy Machine 实例的配置帐户,然后,Candy Machine创建者将自行决定如何使用从这些罚款中收取的资金。

据了解,Metaplex 为艺术家和创作者提供了在Solana上启动 NFT 应用程序的工具,此前曾完成4600万美元融资,Multicoin Capital和Jump Crypto领投。[2022/5/1 2:43:38]

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;

Chia创始人:我们有超过 6000 万美元的银行存款:Chia创始人Bram Cohen在推特回答“如果公司遇到财务问题,董事会会投票出售预挖(代币)吗?”时表示,通过最近的股权融资,我们有超过 6000 万美元的银行存款。或暗示现金流充足,暂时并不会出售预挖代币(代币)。上月消息,Chia Network获得了6100万美元的风险投资。[2021/6/28 0:10:13]

Function:即结果是确定性的,输入x,就会得到y。

Figure 1 POT

Peter Schiff:SEC声称XRP是证券导致其暴跌,如果比特币遭受类似指控会怎样?:Euro Pacific Capital首席执行官、黄金忠实支持者Peter Schiff发推称,Ripple(XRP)刚刚跌破0.20美元。本月早些时候,其交易价格高于0.60美元。不到一个月的时间里,其市值的近70%就被抹去了,这完全是因为SEC声称它是一种证券。如果SEC声称比特币是一种证券,那么它的价格会发生什么变化?[2020/12/29 16:01:06]

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。

动态 | Dogechina狗狗中国社区与MXC抹茶建立战略合作关系:据Dogechina官方消息,MXC抹茶将于2月18日17时上线DOGE ETF产品,MXC抹茶后续将与Dogechina狗狗中国社区共同关注与支持DOGE生态发展,促进DOGE小费与打赏文化。狗狗中国社区由交易所、基金、媒体、活动方、区块链项目方、矿池、量化机构、狗狗币共识用户共同发起,旨在继续帮助和推进Dogecoin在中国的推进与落地,在技术方面希望与国际社群达成共识,继续更新和维护Dogecoin的技术代码。2019年4月18日,狗狗中国社区在北京成功举办启动会议。[2020/2/18]

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。

金星链

[0:0ms0-1:30ms