黎曼猜想区块链 黎曼猜想是什么领域

今天给各位分享黎曼猜想区块链的知识，其中也会对黎曼猜想是什么领域进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

“黎曼猜想”被证实，触动了区块链人士的哪根神经

如果要搜索2018年最具热度的词汇，“区块链”一定会榜上有名。拜大名鼎鼎的比特币所赐，区块链技术及其相关行业已赫然成为了一个新的投资风口，BAT等互联网大佬先后发布了各自区块链产业布局白皮书，摩根大通、高盛集团、纳斯达克等金融巨头也都表达了对区块链技术的热衷，各种各样的区块链项目纷至沓来，几已令人目不暇接。

然而前些日子，一则“黎曼猜想”被证实的报道刷爆了媒体，英国著名数学家迈克尔.阿蒂亚宣称已经用一种“简单”而“全新”的方法证明了黎曼猜想，并且在2018年度的海德堡获奖者论坛上宣讲了他的相关证明。这位睿智的爵士大爷在宣讲中给出了一个“黎曼猜想”大的证明方向，预计未来的几周甚至几个月的时间里，全球诸多数学家将在这个方向上努力证明，以确认阿蒂亚的方案是否可行。消息甫出，可谓在区块链领域引起了轩然大波。甚至有业内人士指出：“一旦黎曼猜想被证实，将影响区块链的生死存亡。”

一个是已经难住世人159年的“世界七大数学难题”之一，一个是基于分布式数据存储等技术的新投资风口，要想知道前者究竟如何操刀后者的命运，有必要先来看看这个令数代数学天才绞尽脑汁却魂牵梦绕的“黎曼猜想”是什么。

好莱坞经典影片《美丽心灵》中的主人公原型、诺贝尔经济学奖约翰·纳什在二十世纪五十年代中后期就曾研究过黎曼猜想，但在那之后不久就不幸罹患精神分裂症。不少人都认为研究黎曼猜想的痛苦过程是纳什患病的主要诱因，而并不是像普遍说法中主要由于参与军方工作所带来的巨大心理压力所致。由此可见“黎曼猜想“那摄人心魄的魔力。

“黎曼猜想”的文字论述说明晦涩难懂，其实通俗点儿说，就是黎曼认为素数的分布并不是杂乱无章无迹可寻，而是其分布的奥秘完全蕴藏在一个特殊的函数之中——尤其是，使那个函数取值为零的一系列特殊的点对素数分布的细致规律有着决定性的影响。若这一猜想被证实，一些基于此的加密算法势必将形同虚设。

那么区块链技术真的就会因此被无情宰割吗？

越来越多的人已经知道，区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术相融合的一种新型应用模式。其作为比特币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性并生成下一个区块。不独是比特币，现今区块链项目所发行的Token（通证），也都是基于此种原理。比特币以及区块链通证被称为加密货币，其安全性和加密性也正是体现于此。

一个基于加密算法，一个揭示加密规律，如此看来，区块链技术确要被“黎曼猜想”所摧垮了——实际上并不如此！

区块链技术的加密算法，是基于椭圆曲线函数上离散对数问题的非对称算法和哈希算法，与“黎曼猜想”假设的素数分布函数并无关联，好比燃油车和电动车，使用的是两种不同的动力来源。所谓的“黎曼猜想被证实将影响区块链生死存亡”的说法，不过是区块链人士脆弱神经所导演的一场乌龙罢了。

不过由此也可看出，区块链这一新兴行业是脆弱到了何等地步，一点外部的风吹草动就能引起行业人士的恐慌和不安，甚至于风声鹤唳、草木皆兵。历史上几次加密货币被盗事件的发生，都使市场行情得到了大规模的下跌，实际上被盗事件并不是区块链技术本身存在安全漏洞，而是由于一些项目方的系统和交易平台系统的安全漏洞所致。在量子技术得到突破性进展之前，比特币仍然是地球上最难破解的技术之一。但由于监管层面的施压企稳、如履薄冰，媒体圈的语焉不详、故意混淆，再加上一些区块链项目确实鱼目混珠、漏洞频出，普通大众在面对区块链技术和应用时抱以观望和质疑的态度，紧绷着那根随时都会被触动的脆弱神经，也就不难理解了。

可以想象，区块链技术在完成去中心化、实现点对点信任之前，如何使人们信任区块链技术本身，将会有很长的一段路要走。

高中生如何理解比特币加密算法

加密算法是数字货币的基石，比特币的公钥体系采用椭圆曲线算法来保证交易的安全性。这是因为要攻破椭圆曲线加密就要面对离散对数难题，目前为止还没有找到在多项式时间内解决的办法，在算法所用的空间足够大的情况下，被认为是安全的。本文不涉及高深的数学理论，希望高中生都能看懂。

密码学具有久远的历史，几乎人人都可以构造出加解密的方法，比如说简单地循环移位。古老或简单的方法需要保密加密算法和秘钥。但是从历史上长期的攻防斗争来看，基于加密方式的保密并不可靠，同时，长期以来，秘钥的传递也是一个很大的问题，往往面临秘钥泄漏或遭遇中间人攻击的风险。

上世纪70年代，密码学迎来了突破。Ralph C. Merkle在1974年首先提出非对称加密的思想，两年以后，Whitfield Diffie和Whitfield Diffie两位学者以单向函数和单向暗门函数为基础提出了具体的思路。随后，大量的研究和算法涌现，其中最为著名的就是RSA算法和一系列的椭圆曲线算法。

无论哪一种算法，都是站在前人的肩膀之上，主要以素数为研究对象的数论的发展，群论和有限域理论为基础。内容加密的秘钥不再需要传递，而是通过运算产生，这样，即使在不安全的网络中进行通信也是安全的。密文的破解依赖于秘钥的破解，但秘钥的破解面临难题，对于RSA算法，这个难题是大数因式分解，对于椭圆曲线算法，这个难题是类离散对数求解。两者在目前都没有多项式时间内的解决办法，也就是说，当位数增多时，难度差不多时指数级上升的。

那么加解密如何在公私钥体系中进行的呢？一句话，通过在一个有限域内的运算进行，这是因为加解密都必须是精确的。一个有限域就是一个具有有限个元素的集合。加密就是在把其中一个元素映射到另一个元素，而解密就是再做一次映射。而有限域的构成与素数的性质有关。

前段时间，黎曼猜想（与素数定理关系密切）被热炒的时候，有一位区块链项目的技术总监说椭圆曲线算法与素数无关，不受黎曼猜想证明的影响，就完全是瞎说了。可见区块链项目内鱼龙混杂，确实需要好好洗洗。

比特币及多数区块链项目采用的公钥体系都是椭圆曲线算法，而非RSA。而介绍椭圆曲线算法之前，了解一下离散对数问题对其安全性的理解很有帮助。

先来看一下 费马小定理 ：

原根 定义：

设（a, p)=1 （a与p互素），满足

的最下正整数 l，叫作a模p的阶，模p阶为（最大值）p-1的整数a叫作模p的原根。

两个定理：

基于此，我们可以看到，{1, 2, 3, … p-1} 就是一个有限域，而且定义运算 gi (mod p), 落在这个有限域内，同时，当i取0～p-2的不同数时，运算结果不同。这和我们在高中学到的求幂基本上是一样的，只不过加了一层求模运算而已。

另一点需要说明的是，g的指数可以不限于0~p-2, 其实可以是所有自然数，但是由于

所以，所有的函数值都是在有限域内，而且是连续循环的。

离散对数定义：

设g为模p的原根，（a,p) = 1，

我们称 i 为a（对于模p的原根g）的指数，表示成：

这里ind 就是 index的前3个字母。

这个定义是不是和log的定义很像？其实这也就是我们高中学到的对数定义的扩展，只不过现在应用到一个有限域上。

但是，这与实数域上的对数计算不同，实数域是一个连续空间，其上的对数计算有公式和规律可循，但往往很难做到精确。我们的加密体系里需要精确，但是在一个有限域上的运算极为困难，当你知道幂值a和对数底g，求其离散对数值i非常困难。

当选择的素数P足够大时，求i在时间上和运算量上变得不可能。因此我们可以说i是不能被计算出来的，也就是说是安全的，不能被破解的。

比特币的椭圆曲线算法具体而言采用的是 secp256k1算法。网上关于椭圆曲线算法的介绍很多，这里不做详细阐述，大家只要知道其实它是一个三次曲线（不是一个椭圆函数），定义如下：

那么这里有参数a, b；取值不同，椭圆曲线也就不同，当然x, y 这里定义在实数域上，在密码体系里是行不通的，真正采用的时候，x, y要定义在一个有限域上，都是自然数，而且小于一个素数P。那么当这个椭圆曲线定义好后，它反应在坐标系中就是一些离散的点，一点也不像曲线。但是，在设定的有限域上，其各种运算是完备的。也就是说，能够通过加密运算找到对应的点，通过解密运算得到加密前的点。

同时，与前面讲到的离散对数问题一样，我们希望在这个椭圆曲线的离散点阵中找到一个有限的子群，其具有我们前面提到的遍历和循环性质。而我们的所有计算将使用这个子群。这样就建立好了我们需要的一个有限域。那么这里就需要子群的阶（一个素数n）和在子群中的基点G（一个坐标，它通过加法运算可以遍历n阶子群）。

根据上面的描述，我们知道椭圆曲线的定义包含一个五元祖（P, a, b, G, n, h)；具体的定义和概念如下：

P: 一个大素数，用来定义椭圆曲线的有限域（群）

a, b: 椭圆曲线的参数，定义椭圆曲线函数

G: 循环子群中的基点，运算的基础

n: 循环子群的阶（另一个大素数， P ）

h：子群的相关因子，也即群的阶除以子群的阶的整数部分。

好了，是时候来看一下比特币的椭圆曲线算法是一个怎样的椭圆曲线了。简单地说，就是上述参数取以下值的椭圆曲线：

椭圆曲线定义了加法，其定义是两个点相连，交与图像的第三点的关于x轴的对称点为两个点的和。网上这部分内容已经有很多，这里不就其细节进行阐述。

但细心的同学可能有个疑问，离散对数问题的难题表现在求幂容易，但求其指数非常难，然而，椭圆曲线算法中，没有求幂，只有求乘积。这怎么体现的是离散对数问题呢？

其实，这是一个定义问题，最初椭圆曲线算法定义的时候把这种运算定义为求和，但是，你只要把这种运算定义为求积，整个体系也是没有问题的。而且如果定义为求积，你会发现所有的操作形式上和离散对数问题一致，在有限域的选择的原则上也是一致的。所以，本质上这还是一个离散对数问题。但又不完全是简单的离散对数问题，实际上比一般的离散对数问题要难，因为这里不是简单地求数的离散对数，而是在一个自定义的计算上求类似于离散对数的值。这也是为什么椭圆曲线算法采用比RSA所需要的（一般2048位）少得多的私钥位数（256位）就非常安全了。

黎曼猜想到底是什么意思？

2018年黎曼猜想区块链，89岁高龄黎曼猜想区块链的菲尔兹奖得主迈克尔·阿蒂亚爵士举行黎曼猜想区块链了最后一次公开的数学报告：

这个报告是关于“黎曼猜想”的证明，报告结束后仅仅三个月，老爷子就溘然长逝。

这次报告到底是不是证明了“黎曼猜想”，黎曼猜想区块链我没有资格评论，这需要数学界内部进行审查。哪怕就算结果错的，也有可能指出新的突破方向，这在数学史上也层出不穷。留待学界、时间来检验吧。

但是，黎曼猜想：

  函数的所有非平凡零点的实部都是

到底说了什么，能让这位耄耋老人在生命的最后一刻依然向它发起冲锋黎曼猜想区块链；让一代代的数学家为之魂系梦绕（大数学家希尔伯特就说过，如果他能复活，第一件事情就是要问问，黎曼猜想证明了吗？）。

逝者安息，生者传承，下面就以我们的方式尽量数普一下黎曼猜想，把老爷子这份执着传递一二，把无数数学家的这份执着传递一二...

1 素数

大于1的自然数中，除了1和该数自身外，无法被其他自然数整除的数称为 素数（Prime Number），比如 2，3，5，7，11...

我们知道素数是无穷的（ 欧几里得定理 ），也可以通过 埃拉托斯特尼筛法 筛出有限个的素数：

但对于素数的整体了解依然非常少，素数似乎是完全随机地掺杂在自然数当中的一样，下面是1000以内的素数表，看上去也没有什么规律（你说它越来越稀疏吧，877，881，883，887又突然连着出现4个素数，和10以内的素数个数一样多）：

别说素数的精确分布了，就是随机抽取一个足够大的自然数出来，要检验它是否是素数都需要经过一番艰苦的计算。

以研究素数为核心的数论，在数学家眼中就是：

你可能会有疑问，研究素数干嘛？可以改善生活吗？提高寿命吗？粮食增产吗？移民火星吗？

当然可以给出现实的理由，比如流行的区块链中的加密算法就依赖于素数分布的一些理论。但是随着了解的深入，我发现对于数学家而言这些根本不重要，不足以构成驱使他们前进的动力。正如有人询问著名登山家乔治·马洛里“为什么要登山”，马洛里回答道：“因为山在那里”：

数学家研究素数的理由很简单，因为它在那里。数论可能才是最纯粹的数学，才是数学的初心

2 素数计数函数

先根据之前给出的素数表绘制一个函数图像：

纵坐标表示的是 以内素数的 个数。比如从图像上可以看出：

这个意思就是10 以内有4个素数（我们知道分别是2，3，5，7）。这个  被称为 素数计数函数。（Prime-counting function）。

得到素数的精确分布目前还属于天方夜谭，数学家就退而求其次，想知道 到底是多少？这就是几千年来素数研究的核心问题。

3 素数定理

高斯和勒让德猜测：

后来又有改进的猜测：

把这三个函数图像放在一起，看上去好像确实可以看作近似，并且后者近似还要好一些：

这两个猜测尤其是后者，都可以称为 素数定理 （The Prime Theory），只是此时还没有证明。

4 《论小于一个给定值的素数的个数》

格奥尔格·弗雷德里希·波恩哈德·黎曼（1826－1866）德国数学家，黎曼几何学创始人，复变函数论创始人之一：

1859年黎曼被任命为柏林科学院的通讯院士，作为见面礼，黎曼提交了他唯一关于数论的论文，也是唯一完全不包含几何概念的论文，《论小于一个给定值的素数的个数》：

这篇论文总共只有 9页 ，却可以名列最难读的论文之列（黎曼显然高估了阅读者的水平，其中不少结论都没有给出证明，因为他觉得不证自明、一目了然。但是事实是，比如其中证明的一小步，都花费了后人46年的时间才证明出来），同时又是素数研究领域最重要的一篇论文。

听这个论文的名字也知道这篇论文是关于 的，确实，在这篇文章中，黎曼居然给出了素数计数函数的准确表达式：

先不管这个函数的细节，看到没，黎曼压根就没有理会什么素数定理，直接给出了 的精确表达式，这就是王霸之气，不玩擦边球，来就直捣黄龙，解决主帅。

5 黎曼猜想

的表达式并不简单。想想也可以理解，要是初等数学就可以解决的问题，很可能早就被欧拉、高斯这两位数学守门员（形容不要想在这两位大神手里捡漏）给征服了。

重复一下， 长这样：

这个函数分为两部分：    

黎曼素数计数函数：就是式子中的 ，下面是它的代数表达式:

实际上是黎曼给出的对 的近似，也称作  黎曼素数计数函数  ，这个代数表达式的含义之后会细说

修正项：也就是：

 称为莫比乌斯函数，具体的代数表达式如下：

整个式子的意思: 通过修正项调整之后，黎曼给出的素数计数函数 就完全等于 。

5.1  函数与非平凡零点

要把 介绍清楚，先得引入一个   函数:

为什么自变量用 ，不用 呢？因为这是定义在复数域上的函数，即 ，而复数域习惯用 来表示自变量（之前介绍过，实数的问题如果解决不了， 可以尝试升维到复数中去 ）。

如果尝试解下面与  函数相关的方程：

这个方程的解有无数多个，可以分为两类：

1.平凡解： ，也就是所有负偶数。这个解看上去就比较简单，也很容易求，所以叫做平凡解，也叫做 函数的平凡零点。

2.非平凡解： ，也就是复数解。这类解就很复杂，现在都没有求出所有的解，而且估计求出这所有解的难度不亚于求出素数的精确分布，目前只是通过暴力运算求出了一些。所以叫做非平凡解，也叫做 函数的 非平凡零点。

至此，黎曼猜想中最重要的两个名词都出现了： 函数、非平凡零点。

5.2 黎曼素数计数函数

好，回头再来看 :

这个函数有4部分：

1. :这个是之前提到过的，关于 的一个近似

2. :    就是指的 函数的非平凡零点，就是把所有非平凡零点的   加起来

3. :   这是一个常数

4.  :     越大，这项越趋近于0，在时取得最大值 ，也不是很重要

之前也说了， 本身就是对 的近似，从下面动图也可以看出，越多的非平凡零点 参与运算（通过暴力计算得到）， 越贴合 ，近似效果比素数定理要好得多：

5.3 黎曼猜想

通过上面的分析，如果可以知道 函数的所有非平凡零点 ，那么就可以得到精确的 。但是非平凡零点 求解的难度似乎不亚于得到素数精确分布的难度，怎么办？

如果知道 的范围也可以（下面 表示 的实部）：

1. 如果 :那么素数定理成立，这已经被证明了，历史上素数定理最初也是据此证明出来

2.如果 : 其实就是黎曼猜想的另外一种描述。

如果黎曼猜想成立的，那就可以证出：

也就是知道素数定理中的 到底与真正的 有多大的误差。

证明了黎曼猜想就在素数分布上进了一大步。但这只是开始，离真正的素数分布还差得很远。

6 《素数之恋》

希望大家读完这篇文章可以对黎曼猜想有一个粗糙的了解，当然还有很多的疑问：

         函数的非平凡零点 怎么就和素数的分布有关系？

         函数是怎么扩张到复数域的？

        为什么黎曼会猜想 ？

         怎么就长那个样子？

         定义成这样有什么动机？

        关于非平凡零点 目前我们知道哪些？

        .......

你可以把这篇文章看作一个大纲，或者《素数之恋》的读书笔记，所有的细节基本上都可以在这本书中找到。这本书也是我觉得写得最好的关于黎曼猜想的书。

7 写在后面的

黎曼这篇天才论文开辟了一个时代，其中很多结论虽然未经证明，但对于数学家这不啻于一座宝藏。

黎曼其人，出生贫寒，又遇上欧洲动荡、秩序重建，贵族自身难保，使得他很难像以往天才数学家一样可以获得贵族的资助。贫病交加之下黎曼40岁就因肺结核去世。仿佛天妒英才，上帝好像不想让人类过早地就拆穿了它所有的秘密。

如果黎曼活得长一些，说不定黎曼猜想就可以在他自己手中解决。不过不管怎样，素数的秘密，正如希尔伯特所说，“我们必须知道，我们必将知道”：

原文链接  马同学高等数学-黎曼猜想到底是什么意思?

关于黎曼猜想区块链和黎曼猜想是什么领域的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。