区块链：技术概述、电路基础原理及未来发展机遇

《IEEE Solid-State Circuits Magazine》：Blockchains: An overview of the technology, circuit primitives, and future opportunities

区块链技术拓展至金融、政务、医疗及供应链领域，现有硬件研究多聚焦于加密货币挖矿加速，采用动态锁存器、三相时钟等技术提升能效。但区块链核心安全需求如硅嵌入根信任电路、安全密钥生成、加密处理等硬件支撑尚未充分满足。未来需在电路设计、架构与算法协同优化上突破，以适配区块链多元化应用场景。

　　

摘要：

区块链技术通常与加密货币相关联，它具有独特的特性，有潜力颠覆金融、治理、医疗保健和供应链等多个领域。迄今为止，针对区块链应用的硬件和集成电路（IC）设计的研究与开发主要局限于加速加密货币挖矿操作。研究人员利用动态锁存器、三相非重叠时钟、优化后的哈希引擎和电压堆叠等新型电路技术，显著提高了加密货币挖矿系统的能效。然而，区块链技术的应用范围要广泛得多，其基础是嵌入硅芯片中的信任根电路（root-of-trust circuits），这些电路提供了构成区块链安全保障的核心机制。这些硬件原语负责生成安全密钥/身份验证信息、加密/解密区块链数据以及高效处理可验证的计算算法。区块链技术的新兴应用为集成电路设计领域带来了巨大的机遇，促进了电路设计、架构和算法优化方面的创新。在本文中，我们首先概述了区块链技术及其应用，随后讨论了用于加密货币钱包的ASIC电路的最新技术、基础电路原语以及未来的电路研究方向。

区块链技术通常与加密货币相关联，它具有独特的特性，有潜力颠覆金融、治理、医疗保健和供应链等多个领域。迄今为止，针对区块链应用的硬件和集成电路（IC）设计的研究与开发主要局限于加速加密货币挖矿操作。研究人员利用动态锁存器、三相非重叠时钟、优化后的哈希引擎和电压堆叠等新型电路技术，显著提高了加密货币挖矿系统的能效。然而，区块链技术的应用范围要广泛得多，其基础是嵌入硅芯片中的信任根电路（root-of-trust circuits），这些电路提供了构成区块链安全保障的核心机制。这些硬件原语负责生成安全密钥/身份验证信息、加密/解密区块链数据以及高效处理可验证的计算算法。区块链技术的新兴应用为集成电路设计领域带来了巨大的机遇，促进了电路设计、架构和算法优化方面的创新。在本文中，我们首先概述了区块链技术及其应用，随后讨论了用于加密货币钱包的ASIC电路的最新技术、基础电路原语以及未来的电路研究方向。