質數幣

質數幣

全世界首個為數學問題而提出的加密數字貨幣，建立在比特幣基礎上，運用一種獨特的“科學計算證明”機制取代比特幣的“哈希工作量證明”機制，通過計算去發掘由大量質數組成的質數鏈，質數幣作為礦工在挖礦過程中發現質數的獎勵。

質數幣由 Sunny King 開發，Sunny King 是公認的對加密社區貢獻最大的開發者之一，他是 PoS 共識機制的發明人、點點幣 Peercoin、質數幣 Primecoin 的發明人。

Sunny King 編著的《Primecoin 白皮書》有如下解釋：

Primecoin 是第一個基于科學計算的加密貨幣。它的“科學計算證明機制”是獨一無二的，并且百分百保留“去中心化”的特性。Primecoin 的出現意味著數字貨幣可以產生其他的科學計算價值，這是很大的突破。

簡而言之，一個質數是指在一個大于 0 的自然數中，除了 1 和自身外，不能被其他自然數整除的數。偉大的希臘數學家歐幾里得證明了質數的數量是無窮無盡的。

“不存在最大的質數”這個事實引起了科學家和數學家們尋找已知的最大質數的熱潮。Sunny King 向我們描述說，作為科學計算的副產品，通過 Primecoin 的挖礦活動尋找長串質數鏈在現實世界中也能對銀行業安全性、測試硬件功能和科技創新等領域產生有益影響。

關于質數在銀行業中的應用。信用卡和借記卡交易——店內交易或在線轉賬使用的 RSA 加密方式（非比特幣的 SHA-256 加密方式）是以質數為基礎生成一對公鑰和私鑰。私鑰是銀行專有的，由兩個大質數組成 P1 與 P2，公鑰 C 是合成的，也就是這兩個大質數 P1 和 P2 相乘的結果。對于計算機計算來說，P1 乘以 P2 比從 C 開始向后找 P1、P2 簡單得多。這意味著對黑客來說通過唯一的公鑰 C 去“猜測”私鑰 P1、P2 去實施一樁欺騙性的交易就具有相當大的難度了。

在比特幣中，秘鑰由對應的公鑰持有者專有，以確保只有比特幣的所有者能夠授權交易。但是，在傳統銀行業的交易中，只有銀行掌握著顧客的私鑰，以保證只有銀行（當然不會是黑客或者未授權者）有權授權交易。當信用卡或者借記卡產生一筆交易時，銀行通過用自己內部的私鑰配對客戶賬戶的公鑰以“批準”交易，只有在兩個數字相匹配的情況下交易才被批準，否則交易就會被拒絕。由質數幣網絡找到的質數串通過貢獻更多更長的質數最終可以促進基于 RSA 加密算法的銀行業交易更安全——質數串越長，密碼越難被破解。

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由于質數本身的復雜性，計算質數對于 CPU 來說是一種高能耗的任務。在計算機發展早期，尋找質數的程序被用作測試新硬件的方法。比如， Pentium II 和 Pentium Pro 處理器在發布之前，就通過“互聯網梅森素數大搜索“ GIMPS 開發的質數軟件來測試。臭名昭著的 “奔騰浮點除錯誤” Pentium FDIV bug 是被美國弗吉尼亞州 Lynchburg College 數學系教授 Thomas Nicely 通過他自己編程的質數軟件做長除法運算時發現的，英特爾最后召回了所有有缺陷的芯片。

在 2009 年，GIMPS 破紀錄地發現了 1200 萬數位的大質數，從電子前線基金會（簡稱 EFF）獲得 100000 美元的獎金，《TIME》雜志將這項發現列為 2008 年全球第 29 個重大發現。今年一月，這項紀錄又一次被一個名叫 Curtis Cooper 的密蘇里中央大學的研究者打破，他發現了已知最大的梅森素數，由 1700 萬個數位組成：即 257,885,161 – 1。值得注意的的是，梅森素數在 Primecoin 的工作量證明機制中是被排除的，因為他們實在太大了，代之以坎寧安鏈 Cunningham chains 和雙向雙鏈 Bi-twin chains 算法。

通過繼續搜尋質數能夠產生很多有益的“副產品”，這就好比以前美國為了競爭去成為世界上第一個登陸月球的國家，“副產品”就是新技術和材料在這過程中也得到了大力發展。這些“副產品”包括促進計算機處理器和硬件產品組件的升級，以提升可用于自然科學、數學和工業工程的計算模型。

自發行以來的兩個月內，質數幣發現的質數比已知基于雙向雙鏈算法的最大質數大了 16 倍，打破了世界紀錄，成為已知的最大質數。這種實實在在的成果帶來的效益已經得到確認。類似質數幣這種分布式數學計算的概念對于人們來說不再是新鮮事物，且能在今后的醫學和科技的發展中起到重要的作用。

同樣是通過能源密集型的計算挖礦，但質數幣與其他 50 種以上的山寨幣不同的本質在于，它試圖給現實世界帶來實用的價值，而不是電力算力的無謂消耗。然而，它并不是人類第一次嘗試為了科學工作運用閑置的計算力做分布式計算。

最早的分布式計算項目之一是加州伯克利大學 1999年 發起的 [email protected]，這是一項利用全球聯網的計算機共同搜尋地外文明的科學實驗計劃。志愿者可以通過運行一個免費下載的程序，連接到 Search for Extraterrestrial Intelligence 即 SETI 的點對點網絡，并用他們的計算機幫助分析從復雜的射電望遠鏡傳來的數據去探尋天外來客可能發出的無線信號。通過SETI官方網站：

“以前尋找外星人這個項目使用的是超級計算機來為望遠鏡傳來的數據做大量的分析。1995 年，David Gedye 提議使用一種由大量的網絡閑置計算機組成虛擬的超級計算機來計算數據的想法，后來他組織了 [email protected] 這個項目并最終實現了這一想法，于 1999 年 5 月開始實施。” 摘自 SETI 網站：http://setiathome.berkeley.edu/sah_about.php

[email protected] 晚于 [email protected] 一年，由斯坦福大學教授 Vijay Pande 開發， 他同時組建了斯坦福比特幣組織。類似 SETI 項目，[email protected] 也要求志愿者下載軟件，連接到 [email protected] 服務器，處理大量數據來分析蛋白質自我折疊問題，這個項目可能幫助研究者發現治療阿茲海默癥、亨廷頓病、帕金森氏癥以及多種癌癥。

顯然質數幣的計算網絡運行與上述網絡有所不同，這種獨特的挖礦計算方式非常強大。對于加密貨幣社區之外的領域來說，尋找質數（而不是基于 SHA-256 算法的貨幣）帶來了幾乎是大公無私的實用價值。隨著 Primecoin 礦工為自然科學和數學領域發現和貢獻的質數越來越新，這將為質數幣帶來更多的曝光率，并吸引更多的參與者參與到這場數字經濟大潮中來。

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