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Quai Network：重燃加密革命（简版白皮书）

发布于2024年10月10日 对首个去中心化能源美元的高层概述，运行在唯一可扩展且可编程的工作量证明区块链上。 在 qu.ai 阅读完整简版白皮书

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通过比例分割实现最优奖励分配

发布于2025年3月13日 继比特币最著名的攻击——自私挖矿发表后，各种研究引入了增强区块链系统博弈论韧性的机制。一些奖励机制，如 FruitChains，已在理论上被证明是均衡的。然而，它们的保证假设了非现实的参数，其性能在实际部署环境中显著下降。在这项工作中，我们介绍了一种称为比例分割 (PRS) 的奖励分配机制，它优于现有的最先进技术。我们表明，对于足够大的参数，PRS 是一个均衡，提供与最先进技术相同的理论保证。此外，对于实际的、现实的小参数，PRS 在一系列指标上优于所有现有的奖励机制。我们在 PoEM 的变体之上实现了 PRS，PoEM 是一种工作量证明 (PoW) 协议，与比特币等相比，能够更准确地估计每一方的挖矿算力。然后我们从理论和实践两方面评估了 PRS。在理论方面，我们证明了我们的协议与 PRS 结合是一个均衡，并保证公平性，类似于 FruitChains。在实践中，我们将 PRS 与一系列现有的奖励机制进行比较，并表明，假设对挖矿算力分布的准确估计，它在各种既定指标上优于它们。最后，我们通过名为”workshares”的低工作量对象近似算力分布来实现这一假设，并量化了近似精度与存储开销之间的权衡。 在 arxiv.org 阅读完整论文。

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更好的工作量证明分叉选择规则

发布于2024年2月9日 我们提出了对工作量证明区块链分叉选择规则的修改。我们不选择最重的链，而是选择具有最多内在工作量的链。区块的内在工作量大致是其哈希值前面零的数量。这种修改允许我们安全地减少所需的确认次数，与原版比特币工作量证明分叉选择规则相比，确认延迟改善了28.5%，或者双重地，安全地增加区块生产率，吞吐量改善了16.3%。我们的修改是在工作量证明不等式层面，因此可以与文献中提出的任何其他改善延迟或吞吐量的方法组合。我们通过在我们系统的生产级实现上测量来报告实验结果，其测试网已经在野外部署。最后，我们在比特币骨干模型中正式证明了我们新协议的安全性。 在 iacr.org 阅读完整论文。

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PoEM：熵最小化证明

发布于2023年3月8日 中本聪共识在构建稳健的区块链系统方面极具影响力，其组成部分之一是所谓的最重链规则 (HCR)。在此规则内，链尖重量的计算是通过将难度阈值添加到先前的总难度来执行的。当前基于难度的权重系统没有考虑内在区块权重。本文提出了一种基于熵差的新机制，名为熵最小化证明 (POEM)，它以显著减少区块链孤块率的方式融入内在区块权重，同时加速最终化。最后，POEM 有助于将区块链理解为已提交事件的静态时间无关序列。 在 arxiv.org 阅读完整论文。

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通过分层最长链规则实现可扩展的多链协调

发布于2022年IEEE国际区块链会议 (Blockchain) 本文介绍了 BlockReduce，一个基于工作量证明的区块链系统，通过合并挖掘的区块链层次结构实现高交易吞吐量，每个区块链在整体应用状态的分区上并行操作。最值得注意的是，网络内可用的全部工作量证明应用于 BlockReduce 中的所有区块链，跨区块链状态转换在核心协议内无缝启用。本文表明，给定区块链层次结构及其相关安全模型，BlockReduce 在交易吞吐量方面与协议操作的区块链数量呈超线性扩展。BlockReduce 利用新颖的共识规则为每个区块链选择规范链——即引用要应用的状态更新的区块链。在比特币和其他更传统的系统中，最长链规则 (LCR) 规定规范链是具有最多工作量的有效区块序列（通常称为最长链，或更准确地说，最重链）。BlockReduce 遵循类似的规则，但还必须考虑层次结构内重合区块的存在。 在 ieee.org 阅读完整论文。

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Hashcore：通用处理器的工作量证明函数

发布于2019年IEEE第39届分布式计算系统国际会议 (ICDCS) 在过去五年中，与挖掘工作量证明区块链相关的奖励大幅增加。因此，矿工受到强烈激励设计和利用专用集成电路 (ASIC)，这些电路可以比现有通用硬件更高效地计算哈希。目前，由于定价和可用性限制，大多数用户难以购买和操作 ASIC，导致大多数流行加密货币的矿工数量相对于总用户基数较少。在这项工作中，我们旨在通过构建一个工作量证明函数来颠倒 ASIC 开发问题，对于该函数，现有的通用处理器（GPP，如 x86 IC）已经是一个优化的 ASIC。通过这样做，我们将确保任何潜在矿工要么已经拥有他们希望参与的工作量证明系统的 ASIC，要么可以相对容易地以竞争价格获得一个。为了实现这一目标，我们提出了 HashCore，一个工作量证明函数，由在运行时伪随机生成的”小部件”组成，每个小部件执行一系列通用处理器指令，旨在压力测试此类 GPP 的计算资源。小部件将根据 GPP 已优化的工作负载建模，例如，x86 IC 的 SPEC CPU 2017 基准套件，我们称之为倒置基准测试的技术。我们提供了 HashCore 无论小部件如何实现都具有抗碰撞性的证明。我们观察到 GPP 设计师/开发人员本质上为 SPEC CPU 2017 等基准创建了 ASIC。通过根据此类基准对 HashCore 建模，我们创建了一个可以在 GPP 上最高效运行的工作量证明函数，从而实现更易访问、竞争性和平衡的挖矿市场。 在 ieee.org 阅读完整论文。

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BlockReduce：将区块链扩展到人类商业

发布于2018年10月31日 本文介绍了 BlockReduce，一个基于工作量证明 (PoW) 的区块链系统，通过合并挖掘的区块链层次结构实现高交易吞吐量，每个区块链在整体应用状态的分区上并行操作。最值得注意的是，网络内可用的全部工作量证明应用于 BlockReduce 中的所有区块链，跨区块链状态转换在核心协议内无缝启用。本文表明，给定区块链层次结构及其相关安全模型，协议在交易吞吐量方面与协议操作的区块链数量呈超线性扩展。 在 arxiv.org 阅读完整论文。