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质数币

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更新时间:3年前

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详细介绍

全世界首个为数学问题而提出的加密数字货币,建立在比特币基础上,运用一种独特的“科学计算证明”机制取代比特币的“哈希工作量证明”机制,通过计算去发掘由大量质数组成的质数链,质数币作为矿工在挖矿过程中发现质数的奖励。

质数币由 Sunny King 开发,Sunny King 是公认的对加密社区贡献最大的开发者之一,他是 PoS 共识机制的发明人、点点币 Peercoin、质数币 Primecoin 的发明人。

Sunny King 编著的《Primecoin 白皮书》有如下解释:

Primecoin 是第一个基于科学计算的加密货币。它的“科学计算证明机制”是独一无二的,并且百分百保留“去中心化”的特性。Primecoin 的出现意味着数字货币可以产生其他的科学计算价值,这是很大的突破。

简而言之,一个质数是指在一个大于 0 的自然数中,除了 1 和自身外,不能被其他自然数整除的数。伟大的希腊数学家欧几里得证明了质数的数量是无穷无尽的。

“不存在最大的质数”这个事实引起了科学家和数学家们寻找已知的最大质数的热潮。Sunny King 向我们描述说,作为科学计算的副产品,通过 Primecoin 的挖矿活动寻找长串质数链在现实世界中也能对银行业安全性、测试硬件功能和科技创新等领域产生有益影响。

关于质数在银行业中的应用。信用卡和借记卡交易——店内交易或在线转账使用的 RSA 加密方式(非比特币的 SHA-256 加密方式)是以质数为基础生成一对公钥和私钥。私钥是银行专有的,由两个大质数组成 P1 与 P2,公钥 C 是合成的,也就是这两个大质数 P1 和 P2 相乘的结果。对于计算机计算来说,P1 乘以 P2 比从 C 开始向后找 P1、P2 简单得多。这意味着对黑客来说通过唯一的公钥 C 去“猜测”私钥 P1、P2 去实施一桩欺骗性的交易就具有相当大的难度了。

在比特币中,秘钥由对应的公钥持有者专有,以确保只有比特币的所有者能够授权交易。但是,在传统银行业的交易中,只有银行掌握着顾客的私钥,以保证只有银行(当然不会是黑客或者未授权者)有权授权交易。当信用卡或者借记卡产生一笔交易时,银行通过用自己内部的私钥配对客户账户的公钥以“批准”交易,只有在两个数字相匹配的情况下交易才被批准,否则交易就会被拒绝。由质数币网络找到的质数串通过贡献更多更长的质数最终可以促进基于 RSA 加密算法的银行业交易更安全——质数串越长,密码越难被破解。

由于质数本身的复杂性,计算质数对于 CPU 来说是一种高能耗的任务。在计算机发展早期,寻找质数的程序被用作测试新硬件的方法。比如, Pentium II 和 Pentium Pro 处理器在发布之前,就通过“互联网梅森素数大搜索“ GIMPS 开发的质数软件来测试。臭名昭著的 “奔腾浮点除错误” Pentium FDIV bug 是被美国弗吉尼亚州 Lynchburg College 数学系教授 Thomas Nicely 通过他自己编程的质数软件做长除法运算时发现的,英特尔最后召回了所有有缺陷的芯片。

在 2009 年,GIMPS 破纪录地发现了 1200 万数位的大质数,从电子前线基金会(简称 EFF)获得 100000 美元的奖金,《TIME》杂志将这项发现列为 2008 年全球第 29 个重大发现。今年一月,这项纪录又一次被一个名叫 Curtis Cooper 的密苏里中央大学的研究者打破,他发现了已知最大的梅森素数,由 1700 万个数位组成:即 257,885,161 – 1。值得注意的的是,梅森素数在 Primecoin 的工作量证明机制中是被排除的,因为他们实在太大了,代之以坎宁安链 Cunningham chains 和双向双链 Bi-twin chains 算法。

通过继续搜寻质数能够产生很多有益的“副产品”,这就好比以前美国为了竞争去成为世界上第一个登陆月球的国家,“副产品”就是新技术和材料在这过程中也得到了大力发展。这些“副产品”包括促进计算机处理器和硬件产品组件的升级,以提升可用于自然科学、数学和工业工程的计算模型。

自发行以来的两个月内,质数币发现的质数比已知基于双向双链算法的最大质数大了 16 倍,打破了世界纪录,成为已知的最大质数。这种实实在在的成果带来的效益已经得到确认。类似质数币这种分布式数学计算的概念对于人们来说不再是新鲜事物,且能在今后的医学和科技的发展中起到重要的作用。

同样是通过能源密集型的计算挖矿,但质数币与其他 50 种以上的山寨币不同的本质在于,它试图给现实世界带来实用的价值,而不是电力算力的无谓消耗。然而,它并不是人类第一次尝试为了科学工作运用闲置的计算力做分布式计算。

最早的分布式计算项目之一是加州伯克利大学 1999年 发起的 [email protected],这是一项利用全球联网的计算机共同搜寻地外文明的科学实验计划。志愿者可以通过运行一个免费下载的程序,连接到 Search for Extraterrestrial Intelligence 即 SETI 的点对点网络,并用他们的计算机帮助分析从复杂的射电望远镜传来的数据去探寻天外来客可能发出的无线信号。通过SETI官方网站:

“以前寻找外星人这个项目使用的是超级计算机来为望远镜传来的数据做大量的分析。1995 年,David Gedye 提议使用一种由大量的网络闲置计算机组成虚拟的超级计算机来计算数据的想法,后来他组织了 [email protected] 这个项目并最终实现了这一想法,于 1999 年 5 月开始实施。” 摘自 SETI 网站:http://setiathome.berkeley.edu/sah_about.php

[email protected] 晚于 [email protected] 一年,由斯坦福大学教授 Vijay Pande 开发, 他同时组建了斯坦福比特币组织。类似 SETI 项目,[email protected] 也要求志愿者下载软件,连接到 [email protected] 服务器,处理大量数据来分析蛋白质自我折叠问题,这个项目可能帮助研究者发现治疗阿兹海默症、亨廷顿病、帕金森氏症以及多种癌症。

显然质数币的计算网络运行与上述网络有所不同,这种独特的挖矿计算方式非常强大。对于加密货币社区之外的领域来说,寻找质数(而不是基于 SHA-256 算法的货币)带来了几乎是大公无私的实用价值。随着 Primecoin 矿工为自然科学和数学领域发现和贡献的质数越来越新,这将为质数币带来更多的曝光率,并吸引更多的参与者参与到这场数字经济大潮中来。

项目官网: http://primecoin.io/

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