什么是Scrypt算法？Scrypt算法在加密货币中的应用

Scrypt算法是一种基于密码的密钥派生函数（password-based key derivation function），它由Colin Percival于2009年创建，最初用于Tarsnap在线备份服务。Scrypt算法的特点是它需要大量的内存来进行运算，从而增加了对大规模定制硬件攻击的成本。在2016年，Scrypt算法被IETF发布为RFC 7914标准。Scrypt算法也被用于一些加密货币的工作量证明（proof-of-work）机制中，作为哈希函数的一部分。它最早被一个匿名程序员ArtForz用于Tenebrix（于2011年发布），并随后被Fairbrix和Litecoin等项目采用。

Scrypt算法的原理和特点

Scrypt算法的原理是利用一个大的伪随机比特串向量来生成派生密钥。该向量在算法中生成，然后以伪随机的顺序访问其元素，并将它们组合起来产生派生密钥。一个简单的实现需要将整个向量保存在RAM中，以便根据需要访问。由于向量的元素是算法生成的，因此每个元素也可以根据需要动态生成，只需在内存中保存一个元素，从而大大减少了内存需求。

Scrypt算法的特点是它既计算密集型又内存密集型，这意味着它不仅需要大量的CPU时间，还需要大量的RAM空间。这样可以提高对定制硬件攻击的抵抗力，因为定制硬件通常只能提供高速的计算能力，而不是高容量的内存能力。因此，使用Scrypt算法可以增加攻击者的成本和难度，从而提高密码安全性。

Scrypt算法的参数和输出

Scrypt算法接受以下几个输入参数，并产生派生密钥作为输出：

key = Scrypt(password, salt, N, r, p, derived-key-len)

• password：用户输入的密码，可以是任意长度的字节串。
• salt：用于增加密码熵和防止彩虹表攻击的随机值，通常是8字节或更长。
• N：用于控制时间和内存消耗的参数，必须是2的幂次方。
• r：用于控制内存消耗的参数，必须是正整数。
• p：用于控制并行化程度的参数，必须是正整数。
• derived-key-len：期望输出的派生密钥长度（以字节为单位），必须小于等于(2^32 - 1) * 32。

其中N、r、p三个参数共同决定了Scrypt算法的强度和效率，它们之间有如下关系：

memory-cost = 128 * N * r
cpu-cost = N * p

因此，增加N、r或p都会增加Scrypt算法的时间和内存消耗，但同时也会增加其安全性。一般来说，N应该尽可能大，r应该根据可用内存大小选择合适值，p应该根据可用CPU核心数选择合适值。

Scrypt算法在加密货币中的应用

Scrypt算法在许多加密货币中被用作工作量证明（proof-of-work）机制（更准确地说，是作为Hashcash工作量证明机制中的哈希函数）。它最早被一个匿名程序员ArtForz用于Tenebrix（于2011年发布），并随后被Fairbrix和Litecoin等项目采用。Scrypt算法的目的是为了抵抗ASIC挖矿机的崛起和挖矿的中心化趋势。与比特币使用的SHA-256算法相比，Scrypt算法需要更多的内存来进行哈希运算，这使得定制硬件的开发和生产更加困难和昂贵，从而限制了攻击者的并行化能力。因此，使用Scrypt算法的加密货币可以让普通用户使用CPU或GPU设备来进行挖矿，而不需要购买昂贵的ASIC设备。

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