来自多个资源的 Nakamoto 共识

比特币区块链中的区块通过工作证明记录了创建它们所需的工作量 W。当诚实方控制主要工作量时，通过选择具有最高记录权重的链来实现共识。除工作之外的资源也被考虑用于保护此类最长链区块链。在 Chia 中，区块通过证明空间记录空间量 S（通过空间证明），并通过 VDF 记录顺序计算步骤 V。本文我们询问的是哪些权重函数 {Gamma}(S,V,W)（将权重分配给区块作为空间、速度和工作函数）在诚实方控制的资源权重大于对抗方控制的资源权重时，能够防止私人双重花费攻击而保持区块链安全。在一个理想化的“连续”模型中，我们完全分类了此类函数：{Gamma}(S,V,W)在防止私人双重花费攻击方面是安全的当且仅当它在计时资源 V 和 W 上是一次齐次的，即 {alpha}{Gamma}(S,V,W) = {Gamma}(S,{alpha}V,{alpha}W)。这包括比特币规则 {Gamma}(S,V,W) = W 和 Chia 规则 {Gamma}(S,V,W) = SV。在更现实的模型中，其中区块在离散时间点创建，还需要对 S 的依赖性做一些温和假设（基本上，权重如果 S 稍微增加就不应该增长太多，例如像 Chia 那样是线性的）。我们的分类更为通用，允许对同一资源的各种实例化。这为设计新的最长链区块链提供了强大的工具。例如，考虑将不同的 PoW 组合以抵消中心化， say 比特币 PoW W_1 和内存硬 PoW W_2。以前的工作建议使用 W_1+W_2 作为权重。我们的结果表明，使用 {sqrt}(W_1){cdot}{sqrt}(W_2)、{min}{W_1,W_2} 也是安全的，并且我们认为在实际中这些是更好的选择。