極客∣遏制算力中心化的功臣：Scrypt加密演算法
一、起源
眾所周知，比特幣挖礦運用的是SHA-256雜湊演算法，這種演算法十分簡單快捷，但效能與CPU的處理速度，也就是算力，有著極大的關聯。為了能夠挖到更多的比特幣，GPU礦機、FPGA礦機以及ASIC礦機這樣的專業礦機相繼被製造出來。擁有條件入手這些礦機的人，憑藉著高算力挖到更多的比特幣，變得更加富有。
隨著礦機制造業的崛起，比特幣逐漸被幾大礦池壟斷，所謂的去中心化也開始變得越來越遠，萊特幣的創始人認為比特幣的演算法對其他挖礦的人來說並不公平，且影響區塊鏈的去中心化，所以在萊特幣中使用了Scrypt演算法，以阻止這類專業礦機挖礦而造成算力競爭。
Scrypt演算法由知名的FreeBSD黑客，同時也是一名密碼學家的Colin Percival在2009年提出，他開發這一演算法的初衷是為其備份服務Tarsnap降低CPU負荷，減少對於CPU計算的依賴，同時防止網路攻擊。雖然Scrypt演算法的效能與算力相關不大，但卻很依賴記憶體。
由於Scrypt演算法對記憶體非常依賴的設計非常適合用於對抗專業礦機，所以後來有很多區塊鏈挖礦專案都使用這一演算法，如狗狗幣，來使得數字貨幣的分發更加分散。
二、原理
那麼Scrypt演算法具體是如何對抗ASIC礦機的呢？
一開始，Scrypt演算法被開發出來時，是為了減少對CPU的依賴，所以這一演算法其實是利用了CPU的閒置時間進行計算。Scrypt演算法不僅計算所需的時間長，而且需要的記憶體也很大。因為Scrypt演算法計算時會產生一個具有若干個塊元素（block element）的陣列，對其中的每個塊元素，都必須先進行一系列運算生成雜湊值，再對整個陣列進行運算得到最終的結果。
其中，每個塊元素都必須被儲存在記憶體中，才能保證最後得到正確的結果，故而Scrypt演算法需要極大的記憶體空間，本身運算的成本很大。大量記憶體的硬體成本會很高，礦池就無法進行低成本挖礦了。
這樣導致的一個結果就是，算力難以集中，很難形成大型礦池，從而減少51%攻擊的可能。
同時，Scrypt演算法這一特性會使得平行計算多個摘要異常困難，因此利用rainbow table（彩虹表攻擊，為破解密碼的雜湊值而預先計算好的表）進行暴力攻擊的難度增加。因為Scrypt演算法屬於一種金鑰匯出（KDF）演算法，這種演算法非常適用於生成金鑰，可以避免黑客低成本地生成大量金鑰去試探密碼，因此可以為備份服務提供高度安全的網路環境。
正是看到了它的這些原理，萊特幣才採用了此演算法。
三、優缺點
以萊特幣為例，使用以Scrypt演算法為核心的PoW共識機制，有效抵制了專業礦機的使用，避免了算力中心化的趨向；同時令更多人能夠通過家用電腦來參與挖礦，萊特幣的分發將變得更加分散。總的而言，這一演算法能夠更好地保證區塊鏈的去中心化特徵。
由於持幣更加分散，區塊鏈網路面臨51%攻擊的概率也大大降低了。而Scrypt本身具有的金鑰匯出效能，能夠有效阻止黑客對密碼進行破解和攻擊。
簡言之，Scrypt演算法使得加密幣網路更加安全和去中心化，所以一經萊特幣的使用，它就得到了廣大山寨幣的青睞，有很多人甚至認為這是最適合數字貨幣的演算法。
但是，隨著Scrypt演算法的廣泛使用，專用於這一演算法的礦機也被生產出來，後來誕生的FPGA礦機也可以在運用這演算法時進行大規模挖礦。
不過，Scrypt演算法在區塊鏈上的使用開啟了人們對於算力去中心化的思考，現今它的最大影響，與其說這一演算法的具體運用遏制了中心化，不如說是其帶來的思考促進了人們對算力去中心化的支援與探索。
欄目策劃丨無忌
文章作者丨狂歌酒
責任編輯丨鬼薄主
排版編輯丨辣姬
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