这33篇区块链必读论文，不到1%读过5篇以上

出品 | 区块链训练营（blockchain_camp）

在区块链行业，很多开发者都是半路出家，想要成为区块链的“正规军”并不容易。

很多人会想到学术界的“取经”。 看看学术界是如何培养区块链人才的？ 学术界如何入门区块链？

为此，南加州大学教授Bhaskar Krishnamachari结合自己的教学经验，为我们带来了这本来自学术界的区块链入门圣经。

看看USC教授书单上都有哪些必读资料。

在我的区块链学习和教学生涯中，我精心挑选并标注了一些引人注目、值得一读的论文和文档。 您将了解区块链和分散式分类账技术的起源和最新研究成果。

区块链技术的初学者往往淹没在各种思想、协议标准、白皮书的海洋中，初学者往往缺乏辨别能力，因此往往把太多的钱浪费在没有干货的“垃圾”中。 时间。

这也是我刚开始时的写照。 在我两年的学习过程中，通过不断的踩坑锻炼了我的识别能力。 到现在，我已经能够很好地判断和理解区块链领域的主次。

在过去的两年里，我还在南加州大学教授区块链课程，并为研究生创建了一个区块链研究阅读小组。 在我的教学生涯中，我积累了很多经验，并将这些经验整理成这篇文章。

在我看来，区块链初学者一开始应该学习大量广泛的区块链知识，打好基础后再选择感兴趣的方向进行深入研究，这样可以激发初学者更多的可能性。

因此，在这篇文章中，我接触过各种区块链协议的雨露，并没有为一个主流区块链“打破砂锅问底线”。

现在开始吧~

入门：那些必读的白皮书

这部分是经典区块链的开山之作。 相信看完这些，你会对区块链有一个初步的了解。

1. 《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》：中本聪于2008年发表的这篇论文开创了区块链时代。 中本聪在论文中将哈希链、公钥加密、使用工作量证明的去中心化共识、最长链机制、挖矿激励等几个核心要素有机地结合在一起，赋予了区块链巨大的能量。 这篇论文可以说是所有区块链从业者的必读之作。 当然，如果你觉得读起来有难度，可以在网上找翻译版。

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块首尾相连形成区块链

2.《Ethereum: Next-Generation Smart Contract and Decentralized Application Platform》：准确的说，这是一本介绍以太坊的白皮书，以太坊是2015年问世的基于状态机的第二代区块链协议。 以太坊有一个（准）图灵完备的虚拟机，支持区块链上的计算，以“gas 费用”计价，用户可以在以太坊上运行脚本（虽然这个表述有些误导），也就是我们常说的智能合约。

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3. 《Hyperledger Fabric: A Decentralized Operating System Based on Private Blockchains (also called Permissioned Blockchains)：这是一篇发表于2018年的同行评议文章，介绍了当今最流行的私有区块链Hyperledger Fabric的架构。不同于公开的像比特币和以太坊这样的区块链，私有区块链是封闭的，只有获得许可的用户才能参与其中。这篇文章展示了将执行交易的过程与验证它的过程解耦以及无需等待验证就执行交易的好处. Hyperledger Fabric的共识机制可以支持定制化和模块化设计。

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超级账本架构

4. 《Tendermint: The Latest Progress on Byzantine Fault Tolerant Consensus Algorithms》：这是一篇发表于2018年的论文，提出了一种简化的拜占庭容错（BFT）共识协议。 这个改进的协议需要多轮执行，每轮都有一个专门的提议者。 该协议经过优化，易于理解和实施，在提议者没有表现出恶意行为且通信不受影响的理想情况下，只需要三轮就可以达成共识。 同时，文中给出了协议正确性的形式化证明。

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5. “Swirlds Hashgraph Consensus Algorithm”：Hashgraph是2016年提出的一种基于有向无环图（Directed Acyclic Graph，简称DAG）的协议。该共识协议采用基于gossip的算法，可以提供Proven Byzantine Fault Tolerant Consensus。 在没有故障的理想情况下，该协议可以实现无领导、异步、快速的共识，与其他协议相比，它可以用最少的通信量实现整体排序。 使用有向无环图的协议还包括 IOTA 和 Spectre。

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6. 《Ouroboros: A Provably Secure Proof-of-Stake Blockchain Protocol》：这篇2017年的论文介绍并从数学上分析了Ouroboros，一种对应区块生成的逐轮同步协议，从批量运行开始。 Ouroboros 专为 Cardano 区块链开发以太坊项目特点账本，被称为区块链 3.0。 在每一轮开始时，一个利益相关者委员会使用安全的多方计算为该时期选择一个随机序列的区块生产者，并为下一轮选择委员会。 每个用户被选为区块生产者的概率取决于他投入的股份。

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Ouroboros 上的叉子

7. 《Algorand: Highly Scalable Byzantine Fault-Tolerant Consensus Protocol for Cryptocurrency》：Algorand于2018年出版，它提供了一种改进的拜占庭容错协议机制，它使用可验证随机函数（Verifiable Random Function，VRF）和非- 以交互方式选择一部分用户参与共识。 该协议参考了权益证明机制的思想，根据投入的币值赋予每个参与者相应的权重。 该协议的亮点是可扩展性，它可以支持高交易吞吐量并避免工作量证明区块链的昂贵计算成本。

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8. 《Avalanche: A New Consensus Protocol for Metastability》：匿名团体“Team Rocket”发表于2018年的论文，提出了一种使用有向无环图的无领导者、基于gossip的概率共识协议。 与其他区块链协议相比，Avalanche 协议表现出更好的通信复杂度，因此具有更大的可扩展性。 同时，论文还论证了协议的安全性和生存性。 然而，Avalanche 协议的设计考虑了 Sybil 攻击，而没有考虑区块链的激励机制。 幸运的是，基于有向无环图的区块链协议 Perlin 在 Avalanche 共识的基础上解决了这些问题。

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Avalanche 构建的有向无环图

9. “Zerocash: Decentralized Anonymous Payments from Bitcoin”：这篇 2014 年的论文展示了如何使用零知识简洁的非交互式知识论证（zero-knowledge proofs，zk-SNARKs）来实现去中心化的匿名交易，其中发起者，交易的收款人和交易金额保密。

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10. “Tortoise and Hares Consensus: An Incentive-Compatible, Scalable Cryptocurrency Meshcash Framework”：这篇 2017 年的论文结合了基于工作量证明的拜占庭容错共识协议，用于公共区块链（慢龟）与快速共识协议，可能犯错误（快兔）。 在减少平均共识建立时间的同时，即使在最恶劣的安全情况下，协议也能保证最终结果的一致性和不变性。 它是块的有向无环图协议。

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初级：那些必读的论文

这部分主要是区块链各个细分领域的研究成果，希望能帮助大家找到自己的兴趣点。

11、《比特币闪电网络（Lightning Network）：可扩展区块链链下即时支付》：这篇2016年的论文描述了如何使用“第二层”微支付通道来实现比特币链下交易。 闪电网络中的交易会延迟发送到区块链主网，从而使更快、更具可扩展性的比特币交易成为可能。 （以太坊上有一个类似的网络：Raiden）。

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12. “Atomic Swaps”：一种在不同区块链/去中心化账本平台之间交易加密货币的解决方案。

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13. 《Cosmos: Decentralized Ledger Network》：本文提出使用基于Tendermint的集线器（hub），使不同的去中心化账本（分区）能够使用Inter-Blockchain Communication（IBC）协议相互发送交易。 这项工作旨在提高不同区块链平台之间的互操作性，并简化那些基于分片的可扩展性解决方案的部署。

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集线器和分区

14. 《Truebit: A Scalable Verification Solution for Blockchain》：本文通过激励机制在以太坊上实现可扩展计算，使用新颖的验证游戏实现链下计算验证框架。

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~teutsch/papers/truebit.pdf

15.“Ripple Consensus Protocol”：一种拜占庭容错共识协议，旨在使用受信任的子网组实现低延迟交易。 它最多可以建立与（n-1）/5个恶意参与者的共识，这比传统BFT共识协议的（n-1）/3略弱。 目前，瑞波共识协议已广泛应用于金融行业。

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16. “Tezos: A Cryptographic Ledger That Ammends Itself”：这份 2014 年的白皮书介绍了 Tezos 以治理为中心的理念。 通过使用基于权益证明的播种协议，Tezos 允许利益相关者对区块链的修正案进行投票，甚至可以修改这个投票过程。 最近发表于 2017 年的一篇关于 Tezos 的论文描述了其使用应用程序开发语言 OCaml 的设计和实现，以及其形式语义以促进交易验证并提供更高的安全性。 智能合约开发语言 Michelson。

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17、“EOS.IO”：EOS.IO是2018年推出的加密货币和去中心化应用开发平台。在共识机制方面，EOS.IO采用委托权益证明（DPOS）。 为了提高区块链的性能，消除用户费用并加入区块链的治理，EOS.IO在去中心化程度和对链下治理的安全依赖程度之间做出了妥协。

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18. “Bancor 协议”：这个复杂的协议可以通过编程计算盈亏，从而在代币价格达到给定值时自动买卖代币。

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19. “令牌管理注册表 1.1”：一种旨在创建和维护令牌经济以激励去中心化管理的机制。

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@ilovebagels/token-curated-registries-1-1-2-0-tcrs-new-theory-and-dev-updates-34c9f079f33d

20、“Augur”：一个去中心化的预言机和一个基于代币的预测市场平台，Augur巧妙地设计了激励机制来促使代币持有者提供诚实准确的报告。

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进阶：那些必读的研究成果

这部分是进阶版，主要是一些基于区块链的解决方案和区块链的最新研究成果。

21. Blockstack：区块链的分层架构设计。

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22. Plasma Protocol：智能合约的第二层可扩展性解决方案。

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23. Dual-deposit escrow：一种无需受信任的第三方即可买卖数字资产的解决方案。

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24. Holochain：一种基于代理的去中心化账本解决方案。

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25. NEM：为公共区块链设计的重要性证明协议。

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26. Decred：一种混合了工作量证明和权益证明的共识机制。

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27. 流数据支付协议（Streaming Data Payment Protocol）：应用层协议，主要用于加密货币小额支付和基于区块链的存储。

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28. DDM：一个去中心化的实时数据市场。

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29. Ocean Protocol：人工智能的去中心化数据和服务交换协议。

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30. Mimblewimble/Grin：一项提高区块链交易效率和隐私的提案，其实施创建了一个新的区块链协议。

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31. Bulletproofs：一种性能更好的零知识证明机制，在那些隐私交易中很有用。

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32. R3 Corda：一种用于金融交易场景的去中心化账本技术。

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33. Dfinity：旨在构建去中心化虚拟区块链计算机的协议。

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