Chia 共識協議理解 - 1

原創

2021-06-16 10:18

Chia 自家的資料有三份，白皮書、綠皮書，還有一個 Chia Proof of Space Construction。

白皮書太簡單，綠皮書是綜合的，講共識協議的，就 CPoSC 詳細而易懂。China Proof of Space Construction 在這裏：https://www.chia.net/assets/Chia_Proof_of_Space_Construction_v1.1.pdf

可能因爲 Chia 比較新，中文網絡上幾乎沒有詳細資料。能搜索到的幾篇，跟垃圾也差不多。有一篇論文，《關於時間存儲證明算法》，還不錯，在這裏：http://www.css.ccidgroup.com/CN/abstract/abstract532.shtml

Chia 和 Fil 的共識算法類似，都是用硬盤存儲作爲稀缺資源。比特幣 PoW 那是用 CPU 作爲稀缺資源。用稀缺資源來拼一片真心，構成“好人 VS 壞人” 的血肉長城。話說，古代的彩禮也是這個意思吧，用稀缺資源來阻擋夫妻反目：結個婚成本多高啊，能過就過下去吧。今天離婚率過高，還是因爲婚姻自由，沒成本了。建議結婚之前，用 Chia 鎖一萬塊硬盤。

怎麼證明你投入硬盤了呢？你說你投入了 1T 硬盤，怎麼證明呢？你得證明給某個 “甲方” 看啊。（甲方就是驗證着，乙方就是證明人）

最簡單的方法，就是 “甲方” 發送1000部電影給你，每部1G，存好。之後呢，甲方時不時抽查，問：第3部電影第60秒處的字幕是什麼？

要想回答的出來，那就只能在硬盤上存儲所有電影。

但這個方法有兩個瑕疵，第一呢，甲方很累，甲方也得存1000部電影，甲方不幹；第二呢，甲方這1000部電影，針對每個乙方，還必須不一樣，不然就能串供了。

改進吧。不能累着甲方。

跟甲方約定一個哈希函數，乙方自己的密鑰是 n，這個 n 甲方也知道。乙方對 0- $2^{k}$ 做哈希，用哈希值把硬盤寫滿。這些哈希值只存在乙方的硬盤上，甲方沒有。

當甲方需要驗證奴隸乙方是否真的投入硬盤，甲方就喝着茶剔着牙，從 0- $2^k$ 中隨機挑選一個數 $x_{i}$ ，用哈希算出哈希值 H( $x_{i}$ )，把哈希值給乙方，呵斥乙方：趕緊給我找出來 $x_{i}$ 。

由於哈希是沒法逆着算的，乙方只能從硬盤上存儲的哈希值中查找 H( $x_{i}$ )，然後根據 H（ $x_{i}$ ）的位置，確定出 $x_{i}$ ，並返回給甲方，甲方一看，小子挺快，對的，肯定是從硬盤上查出來的。硬盤一定存儲，佔用了，

看上去很完美，空間證明就用這麼簡單的方法解決了？慢着，想的美，沒那麼簡單的。

這種方法有個大問題，就是容易遭受 Hellman 攻擊，也就是彩虹表攻擊。簡單說，就是前面有句話 “哈希是沒法逆着算” ，這句話是有問題的。哈希雖然沒法你着算，但可以暴力窮舉破解，當然要的算力需要拿銀河系當柴燒來發電。不過，Hellman 老人家發明了“空間換時間” 攻擊法，後來發展成彩虹表攻擊，其實也簡單啦，說到底還是窮舉法，不過是先窮舉所有值算出來，存下後，供以後查找用。其中 “空間換時間” 大法的精髓是，用其他哈希法，對本哈希的值再次哈希，然後只存原文和最後的哈希值，這樣就用存兩個值的空間代表了多個哈希原文。

於是，最後的 Pospace 算法出場，解決了這個問題。 Pospace 有兩種算法，一種叫鋪石算法（Peddling Game），一種叫函數求逆算法。Chia 就用的這種算法。在前面所提的論文《關於時間存儲證明算法》，對函數求逆算法的介紹，簡單到不像話。只有 Chia 的 CPoSC 講的清楚，估計對這個領域 CPoSC 是最細緻的文了。當然，也很燒腦，細節處理太多。

咱這裏就粗略介紹下吧。