一、起源9 f  G- s, H+ _

3 [  K+ L) q% ^3 H- S4 }    众所周知，比特币挖矿运用的是SHA-256哈希算法，这种算法十分简单快捷，但性能与CPU的处理速度，也就是算力，有着极大的关联。为了能够挖到更多的比特币，GPU矿机、FPGA矿机以及ASIC矿机这样的专业矿机相继被制造出来。拥有条件入手这些矿机的人，凭借着高算力挖到更多的比特币，变得更加富有。2 v, ?. ~& l/ m5 S% J

2 r& C  e: f0 D4 U! @- W; W    随着矿机制造业的崛起，比特币逐渐被几大矿池垄断，所谓的去中心化也开始变得越来越远，莱特币的创始人认为比特币的算法对其他挖矿的人来说并不公平，且影响区块链的去中心化，所以在莱特币中使用了Scrypt算法，以阻止这类专业矿机挖矿而造成算力竞争。- [5 c1 o6 F2 |" R& Z0 \( Y

, v+ f# R2 @3 r7 O: B    Scrypt算法由知名的FreeBSD黑客，同时也是一名密码学家的ColinPercival在2009年提出，他开发这一算法的初衷是为其备份服务Tarsnap降低CPU负荷，减少对于CPU计算的依赖，同时防止网络攻击。虽然Scrypt算法的性能与算力相关不大，但却很依赖内存。4 E$ s2 K) f; R0 U3 d6 E6 A0 M, b1 s

) [; d2 ~7 ]6 j' z$ p5 {3 z5 @    由于Scrypt算法对内存非常依赖的设计非常适合用于对抗专业矿机，所以后来有很多区块链挖矿项目都使用这一算法，如狗狗币，来使得数字货币的分发更加分散。: |2 _2 ]3 h5 n/ F  Z
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    二、原理3 k( e) n$ l" p

) e" O1 [2 r: F! g$ j: i1 r    那么Scrypt算法具体是如何对抗ASIC矿机的呢？
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# R# J! }6 E" t) s' O    一开始，Scrypt算法被开发出来时，是为了减少对CPU的依赖，所以这一算法其实是利用了CPU的闲置时间进行计算。Scrypt算法不仅计算所需的时间长，而且需要的内存也很大。因为Scrypt算法计算时会产生一个具有若干个块元素（blockelement）的数组，对其中的每个块元素，都必须先进行一系列运算生成哈希值，再对整个数组进行运算得到最终的结果。
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    其中，每个块元素都必须被储存在内存中，才能保证最后得到正确的结果，故而Scrypt算法需要极大的内存空间，本身运算的成本很大。大量内存的硬件成本会很高，矿池就无法进行低成本挖矿了。% L7 [- Y5 N2 k" I
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    这样导致的一个结果就是，算力难以集中，很难形成大型矿池，从而减少51%攻击的可能。
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    同时，Scrypt算法这一特性会使得并行计算多个摘要异常困难，因此利用rainbowtable（彩虹表攻击，为破解密码的散列值而预先计算好的表）进行暴力攻击的难度增加。因为Scrypt算法属于一种密钥导出（KDF）算法，这种算法非常适用于生成密钥，可以避免黑客低成本地生成大量密钥去试探密码，因此可以为备份服务提供高度安全的网络环境。
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    正是看到了它的这些原理，莱特币才采用了此算法。) O% E, u, E/ A0 N, v: S' n
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    三、优缺点8 _( j# N) p) k- q; x3 r& g
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    以莱特币为例，使用以Scrypt算法为核心的PoW共识机制，有效抵制了专业矿机的使用，避免了算力中心化的趋向；同时令更多人能够通过家用电脑来参与挖矿，莱特币的分发将变得更加分散。总的而言，这一算法能够更好地保证区块链的去中心化特征。/ |* _; Q! V* B* K& l7 w
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    由于持币更加分散，区块链网络面临51%攻击的概率也大大降低了。而Scrypt本身具有的密钥导出性能，能够有效阻止黑客对密码进行破解和攻击。/ M- C0 d# S* Y5 W& g; S, [% o
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    简言之，Scrypt算法使得加密币网络更加安全和去中心化，所以一经莱特币的使用，它就得到了广大山寨币的青睐，有很多人甚至认为这是最适合数字货币的算法。2 R8 }$ c9 C: {4 Z' u

& a1 y. v( {7 H    但是，随着Scrypt算法的广泛使用，专用于这一算法的矿机也被生产出来，后来诞生的FPGA矿机也可以在运用这算法时进行大规模挖矿。0 q, V* M! X- J  a

3 _+ t5 f- G( ?) m/ A+ j    不过，Scrypt算法在区块链上的使用开启了人们对于算力去中心化的思考，现今它的最大影响，与其说这一算法的具体运用遏制了中心化，不如说是其带来的思考促进了人们对算力去中心化的支持与探索。