挖礦演算法之 SHA-3 華山論劍 2008 - 2012

華山論劍 是小說中在武林最頂尖人物之間的武功比試，在江湖中多次以往事被提及。

華山 - NIST（美國國家標準與技術研究院）

五人均是當時天下一流高手，他們在華山頂上鬥了七天七夜，爭奪《九陰真經》。最終全真教王重陽擊敗另外四人獲勝。自此出現「天下五絕」之威名流傳於江湖，此五絕乃：「東邪（黃藥師）、西毒（歐陽鋒）、南帝（段智興）、北丐（洪七公）、中神通（王重陽）」

「NIST 散列函數競賽」是由美國國家標準與技術研究院（NIST）主持的一個開放式競賽，旨在開發SHA-3 散列函數來補充舊版 SHA-1 和 SHA-2。

該競賽於 2007 年 11 月 2 日在聯邦註冊處正式公布。「NIST 正在通過公開競爭發起一項或多項額外的散列演算法，類似於『高級加密標準（AES）』的開發過程。」

該競賽於 2012 年 10 月 2 日結束，此後 NIST 宣布 Keccak 成為新的 SHA-3 散列演算法。

NIST 的比賽激發了其他類似比賽，如「密碼散列比賽（Password Hashing Competition）」。

東邪（黃藥師）- BLAKE

黃藥師，桃花島島主兼「天下五絕」之一「東邪」。

形相清癯，身材高瘦，風姿雋爽，蕭疏軒舉，湛然若神。身穿青衣直綴，頭戴同色方巾的文士模樣。漠視世俗禮教、狂傲不羈，性情孤僻，出手狠辣而有「邪」之號。

「桃花影落飛神劍，碧海潮生按玉簫」是他一生武功的寫照，武功造詣非凡，已臻化境，為武功最絕頂的高手之一。

BLAKE 由 Jean-Philippe Aumasson，Luca Henzen，Willi Meier 和Raphael C.-W 提交給 NIST 哈希函數競賽。 2008年，共有 51 個參賽作品。 BLAKE 進入最後一輪，由五名候選人組成，但在 2012 年輸給了 Keccak。

西毒（歐陽鋒）- Gr?stl

歐陽鋒，西域人士，為「天下五絕」之一「西毒」。

身材高大，身穿白衣，高鼻深目，臉須棕黃，英氣勃勃，目光如電，眼神如刀似劍，甚是鋒銳，語聲鏗鏗似金屬之音。

此人兇狠毒辣，為求戰勝其餘四絕，奪得「武功天下第一」的名號而不擇手段，因此三番四次想奪取《九陰真經》，是反派人物和武功最絕頂的高手之一。

Gr?stl 由 Praveen Gauravaram，Lars Knudsen，Krystian Matusiewicz，Florian Mendel，ChristianRechberger，MartinSchl?ffer 和 S?renS. Thomsen 提交到 NIST 散列函數競賽。 Gr?stl 被選為比賽的五名決賽選手之一。

南帝（段智興）- JH

段智興，法號「一燈」，是武功最絕頂的高手之一。

一燈身穿粗布僧袍，兩道長長的白眉從眼角垂了下來，面目慈祥，眉間雖隱含愁苦，但一番雍容高華的神色。

身兼「先天功」及「一陽指」兩大神功武學，功力深厚非凡，躋身「天下五絕」之列，號稱「南帝」，後改稱「南僧」。

JH 由 Hongjun Wu 提交給 NIST 散列函數競賽。 雖然被選為比賽的五名決賽選手之一，但 JH 最終輸給了 NIST 候選人 Keccak。

北丐（洪七公）- Skein

洪七公，乃「天下五絕」之一的「北丐」，為武功最絕頂的高手之一。

一張長方臉，頦下微須，粗手大腳，身上衣服東一塊西一塊的打滿了補釘，卻洗得乾乾淨淨，手裡拿著一根打狗棒，背上負著個朱紅漆的大葫蘆，身法迅雷不可目。

「神龍見首不見尾」是他一生的寫照。

Skein 是一個密碼散列函數，也是「NIST散列函數競賽」中的五名決賽選手之一。 作為成為 SHA-3 標準的候選人，SHA-1 和 SHA-2 的繼任者，最終輸給了 NIST 候選人 Keccak。

中神通（王重陽）- Keccak

王重陽，全真派創始人，被尊為全真五祖之一。

武功絕頂的高手，而且智慧超群。

SHA-3（安全散列演算法3）是 NIST 於 2015 年 8 月 5 日發布的安全散列演算法系列標準的最新成員。參考實現源代碼通過 CC0 豁免專用於公共領域。 儘管是同一系列標準的一部分，但 SHA-3 在內部與SHA-1 和 SHA-2 的類 MD5 結構完全不同。

九陰真經 - SHA-3

SHA-3 第三代安全散列演算法(Secure Hash Algorithm 3)，之前名為 Keccak 演算法。

設計者宣稱在 Intel Core 2 的 CPU 上面，此演算法的性能是 12.5cpb（每位元組周期數，cycles perbyte）。不過，在硬體實做上面，這個演算法比起其他演算法明顯的快上很多。

SHA-3 在 2015 年 8 月 5 日由 NIST 通過 FIPS 202 正式發表。

後記 - CryptoNight

當年的天下五絕中僅剩二人黃藥師及一燈大師尚在人世。他們感嘆世間人才凋零，遂重訂天下五絕為：「東邪（黃藥師），西狂（楊過），南僧（一燈大師），北俠（郭靖），中頑童（周伯通）。」

CryptoNight 為 CryptoNote 的工作量證明（PoW）共識機制。

演算法包括：

• Keccak 海綿結構;
• 讀寫操作大概需要 2 MB 暫存器;
• 64-位乘法;
• 高級加密標準 - Advanced Encryption Standard (AES)；
• 函數：BLAKE, Gr?stl, JH, Skein.

CryptoNight 包含了上述文中提到的「天下五絕」散列函數：Keccak，BLAKE, Gr?stl, JH, Skein.

CryptoNight 設計理念之一是：儘可能平等，去中心化，希望「縮小 CPU（大多數）與 GPU / FPGA /ASIC（少數）礦工之間的差距」。

CryptoNight 拒絕 ASIC 礦霸。如有必要，甚至可以每次硬分叉的時候都對 PoW 演算法進行小的修改，以抵制 ASIC 礦機。

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-- 本文完