密碼學家 David Chaum在他 1982 年的論文“相互可疑的團體建立、維護和信任的計算機系統(tǒng)”中首次提出了一種類似區(qū)塊鏈的協(xié)議。區(qū)塊鏈由礦工管理和構建，并在各種環(huán)境中使用，最著名的是分布式賬本，它記錄比特幣等加密貨幣系統(tǒng)中用戶之間的所有交易。

許多此類協(xié)議的基礎是“工作量證明”(PoW)，其是一種對應服務與資源濫用、或是阻斷服務攻擊的經(jīng)濟對策。幾十年來，已被廣泛應用于密碼學和安全文獻中的各種設置，包括垃圾郵件緩解、女巫攻擊和拒絕服務攻擊保障。然而，它在區(qū)塊鏈協(xié)議設計中的作用可以說是其最具影響力的應用。

隨著礦工收到新的交易，數(shù)據(jù)被輸入到一個新的區(qū)塊中，但是必須解決一個 PoW 才能將新的區(qū)塊添加到鏈中。PoW 是一種用于驗證比特幣交易的算法。它是由比特幣礦工通過率先解決復雜的數(shù)學難題來創(chuàng)造新的比特幣而產生的，這需要昂貴的計算機和大量的電力。

一旦礦工找到了一個謎題的解決方案，他們就會將該區(qū)塊廣播到網(wǎng)絡上，以便其他礦工可以驗證它是否正確。然后，成功的礦工將獲得固定數(shù)量的比特幣作為獎勵。然而，盡管我們對 PoW 原語的理解不斷發(fā)展，但確定足以證明比特幣和相關協(xié)議安全性的確切屬性一直難以捉摸。事實上，原語的所有現(xiàn)有實例都依賴于理想化的假設。

已經(jīng)有專家確定并證明了具體的屬性，無論是數(shù)論還是與哈希函數(shù)有關。然后它們被用來構建安全且使用安全的區(qū)塊鏈協(xié)議。通過他們的新算法，研究人員證明了這種 PoW 可以挫敗對手和環(huán)境，共同擁有網(wǎng)絡中不到一半的計算能力。

PoW 背后的技術超越了區(qū)塊鏈的背景。事實上，它們可以應用于密碼協(xié)議領域的其他重要問題，從而規(guī)避眾所周知的不可能結果，這也被稱之為“資源受限密碼學”的新范式。這是一種思考密碼學的新方式，因為事情不必非常困難，只需中等困難。然后你仍然可以做有意義的事情，比如區(qū)塊鏈，加密貨幣只是一個例子。