比特币和区块链通常与中本聪(2008)的创新有关。然而,历史开始得更早。
与区块链概念相关的最早来源是Haber和Stornetta(1990),他们解决了如何为数字文档 添加时间戳并拥有这些时间戳的历史记录的问题。更准确地说,他们提出了一种协议,即使 时间戳颁发机构正在进行篡改,也很容易发现记录是否被篡改。请注意,这与比特币在交易 记录可以被更改的意义上所做的事情非常一致,但任何这样的交替都会立即被注意到.14使 Haber和Stornetta(1990)的“区块链”篡改是数据集的哈希值定期公开发布。每个新哈希都是 以前发布的哈希值的哈希值以及刚刚添加时间戳的所有文档的哈希值。链接已发布的哈希值一起允许保留时间戳的时间顺序,这使得无法回溯已发布的时间戳。Haber 和 Stornetta(1990 年)随后通过每周在《纽约时报》上发布分类账的哈希值来证明其解决方 案的实用性。
虽然使用哈希链接链中数据的概念确保了可以轻松检查数据的完整性,但它并没有消除进 行更改的动机。这就是工作量证明有帮助的地方。这个概念最初是由Dwork和Naor(1992) 提出的,作为防止邮件垃圾邮件的一种方式。这里的驱动力是,虽然计算一个哈希值是微不 足道的,但计算大量哈希值需要大量的资源,如计算能力和电力。在比特币中,这是通过设 置目标值(难度)并要求块的哈希值低于此目标(哈希以零开头,至少与难度指定的数字一 样高)来应用的。只有当矿工尝试大量哈希(预期)时,他们才能找到满足此要求的哈希值 ,这是昂贵的。很容易看出块哈希是否低于目标,因为目标以一定数量的零开头。更改块中 的条目会更改块哈希,从而使回火变得明显。因此,要进行未检测到的更改,攻击者需要重 做查找目标下方的块哈希所需的工作。
虽然哈伯和斯托内塔(1990)的链和Dwork和Naor(1992)的PoW这两个概念对比特币系 统很重要,但它们还不够。原因是哈伯和斯托内塔(1990)以及Dwork和Naor(1992)都没 有考虑分布式数据库(或分类账),其中有几个代理或节点来维护数据,就像比特币一样。 也就是说,一个共识机制是必需的。事实上,哈希链接数据集和PoW概念都没有说明当区块 链有两个或更多冲突版本时如何进行,它们都没有显示出篡改的证据。使用“最长链规则”作 为共识机制也许是中本聪贡献的核心。事实上,在计算机科 学文献中,使用PoW与最长链规则一起使用,如果通常被称为“中本聪的共识”(Bonneau等人 ,2015)。
其他元素,如使用公钥和私钥概念的加密是 也已经众所周知了。最后,经过一番推敲,人们意识到中本聪的骗局15哈伯和斯托内塔(1990)的 “区块链”已经运行了近三十年,并且至今仍在运行! 该哈希值发表在《纽约时报》的周日印刷版上朝贡基本上包括将不同的概念放在一起,这些概念最终使彼此相联系(PoW,时间戳,加密 )。中本聪的第二个关键见解是为矿工增加激励措施。潜在的奖励吸引了矿工,这反过来又 增加了哈希问题的难度(也可能提供额外的激励,以拥有区块链的独特版本),这需要提高 系统的安全性。这些是比特币系统的关键,有时具有讽刺意味的是,区块链技术的最新发展 很少关注这些方面。
自比特币诞生以来,区块链的发展已经超越了文档的时间戳和交易记录,现在包括更广泛 的验证应用,包括提供自动合同和其他决策机制。 此外,还开发了在数字分类账上达成共识 的替代设计,最值得注意的是权益证明(PoS)。这些发展旨在提高区块链技术可以实现的 速度,规模,资源使用和复杂性。