澳门新葡亰app比特币的挖矿机制在加入挖矿的计算机的算力不断增加的情况下,这个挖矿机制是如何保持稳定的?

澳门新葡亰app 3

比特币挖矿的芯片已经经过几轮演变,其计算能力越来越强:从 CPU 演变到
GPU(显卡),再到现场可编程门阵列(FPGA),再到现在的专用集成电路技术(ASIC),即只能进行比特币挖矿所需的哈希计算的专用芯片中。并且随着矿机的升级迭代和数量增多,接入比特币区块链网络、参与挖矿竞争的计算算力越来越大。相应地,比特币系统有这样一个对应的机制设计:随着算力的增长,调整目标值的难度使得挖出一个区块的时间始终是
10
分钟左右。这形成了一种动态的平衡,维持区块链网络经济激励的有效与稳定。这个决定难度的公式非常简单明了,每挖出
2016
个区块,也就是经过约两个星期,挖矿难度会进行一次调整,该公式是:下一个难度
= 上一个难度 × 2016 × 10分钟 /
产生2016个区块所需的时间如果算力突然大幅度上升,产生上一组 2016
个区块所需的时间变短,那么难度就会上升。在某些特殊情况下,如果产生上一组
2016
个区块所需的时间变长,那么难度也会下降,但这样的情况并不多见。因此,比特币矿工节点的挖矿是它在运行分布式账本与去中心网络。同样重要的是,它也是比特币的发行机制和整个社区的激励机制。比特币的挖矿是比特币的唯一发行机制,从中本聪挖出第一个区块获得
50
枚比特币开始,比特币这个加密数字货币就以这样的去中心化方式不断地发行了出来。比特币区块链网络是由众多节点组成的去中心网络,而这些计算机节点加入这个网络,维护分布式账本,是因为中本聪在设计系统时巧妙地加入了经济激励:众多比特币矿工(即挖矿节点)在竞争获得记账的权利,矿工每增加一个新的区块能获得对应的记账奖励。比特币的经济系统是以“竞争-记账-奖励”循环为核心的(见图1),其中“竞争”非常重要,即挖矿节点进行的算力竞争。在比特币系统这样一个去中心网络中,节点参与是出于获得经济奖励的自利动机,而记账权利和对应的奖励需要通过竞争来获得。在区块链的相关探讨中,有把“挖矿”一词的含义扩大的倾向,在这里我们认为,只有生成区块的计算行为,即运维分布式账本与去中心网络的行为,才是真正意义上的挖矿。简单地说,只有生产区块,才是挖矿。即便放宽要求,不再强求只有计算机节点生产区块才是挖矿,我们也仍想强调,竞争获得对应的权利和奖励,仍是必须的。没有竞争的奖励,是很难真实有效的。比特币的“竞争-记账-奖励”循环通过讨论比特币区块链的五个技术性细节,我们再一次看到,比特币系统在发行和交易层面都实现了完全的去中心化:一个交易的确认,被写入分布式账本记录下来,是由去中心网络中互不信任的节点为了自己的利益相互以算力进行竞争而确认的。在竞争挖矿的过程中,比特币的发行是“凭空发行货币”,它的货币发行也是靠这个去中心网络的算力竞争来完成的,是去中心化的。

一、比特币的诞生及意义

澳门新葡亰app 1

1、实物货币的自然演化为记账货币,比特币是去中心化的记账货币,人人可记账;

关于区块链的100个问题(上)

2、比特币运行的基础技术是区块链,比特币的去中心化,价值传递将重新定义世界;

比特币及区块链的发展历史

  1. 从物物交换到比特币
    • 在一开始的人类社会中,大家都是以实物进行交换,比如贝壳、羽毛、铜钱等,由于它们具有稀缺性,因此可以充当一般等价物。
    • 纸币的出现使得人类不再需要使用实物来充当一般等价物,每个国家都拿自己的信用为所发行的纸币进行背书,任何拥有纸币的个人都可以买到相同价格的物品。
    • 现在社会,人们连纸币都懒得拿了,一张银行卡,一个手机,乃至一个手环全部搞定。在我们账户里面的货币就成了记账货币,我们赚到的钱,所用的花销其实都是在自己的账户上做加减法而已。
    • 然而2008经济危机的发生,美国政府为了应对危机,竟然大量增发货币,使得大家手里的财富大大缩水,如此随意损害广大人民利益的行为,实在不能忍。
    • 于是,中本聪发明了比特币网络,创造了比特币,所有的账本都由大家共同来记,共同监督,并永远不增发。
  2. 什么是比特币
    • 比特币是一种点对点,去中心化的数字资产,简称BTC。
    • 在2009由中本聪打包第一个区块,他本人也获得了这个区块的50个BTC奖励。
    • 比特币网络大约每10分钟产生一个区块,其中的比特币会每4年减半,其总量为2100万枚,预计到2140年全部发行完毕。
    • 现在可用比特币来支付购买房产、汽车、电脑等。
    • 当然也可在交易所交易其它类型数字资产或者直接套现。
  3. 比特币白皮书的诞生
    • 2008年,中本聪发表《比特币:一种点对点的电子现金系统》。
    • 解决了在没有中心机构的情况下,总量恒定的数字资产发行和流通的问题。
    • 支持全天候快速高效转账给全球范围内的任何对象。
    • 所有比特币的转账记录透明公开,可追溯。
    • 比特币标志着区块链的诞生。
  4. 第一个比特币的诞生
    • 2009年1月4日,中本聪创建创世区块。
  5. 谁是中本聪
    • 谁能动用创世区块中的比特币,谁就是中本聪本人。
    • 有很多人主动或被动称自己是中本聪,但时至今日,还是一个谜。
  6. 密码朋克邮件组是什么
    • 比特币白皮书最早发布在密码朋克上,也就是一套加密的电子邮件系统。
    • 用户大约140人,主要讨论数学,加密,计算机,政治哲学等内容。
  7. 比特币是怎么发行的
    • 比特币由比特币网络发行,比特币网络是一个去中心化的记账系统。
    • 比特币网络每10分钟产生一个区块,在这10分钟内,由比特币网络给出一道难题,全体矿工进行计算,谁先算出正确答案,谁就获取这个区块的记账权力,作为奖励,新区块产生的比特币和该区块上记录的所有交易的手续费都归矿工所有。
    • 每个新区块的诞生就伴随着比特币的发行。
  8. 什么披萨居然卖到6亿元
    • 2015年5月22日,一程序员用10000个比特币换取了50美元的披萨。
    • 这是比特币第一次有了价格,为了纪念,每年的5月22日成了比特币披萨日。
    • 以现在的比特币价格计算,当时的披萨就值6亿元。
  9. 中本聪的继任者——加文.安德烈森
    • 比特币核心开发团队成员,是中本聪用邮件少数联系的几个人之一。
    • 2010年,加文开始向比特币系统提交代码,并获取了中本聪的信赖。
    • 中本聪消失后,加文组建了比特币的核心开发团队,并于2012年创建了非盈利性的比特币基金会。
  10. 比特水龙头是什么
    • 最初比特币很便宜,比较容易获得。
    • 加文为了推广比特币,花了50美元买入10000个比特币,在比特币水龙头网站上向访问者免费赠送5个。
    • 后来很多人来模仿,主要是来吸引用户,达到引流的目的。

3、互联网的信息复制传递机制成就了比特币的价值传递特性,价值的传递要求信息的传递与价值的转移同时进行;如同互联网将人类社会带入了信息时代,区块链有可能成千上万倍加速人类资产的交换,人类社会将有可能会进入一个全新价值交换时代。

比特币有哪些特点

  1. 比特币为什么还没有挖完

    • 比特币网络出题的难度越来越高,使得全网的矿工需要大约10分钟才能解出正确答案,以此确保比特币不会被过快地挖完。
  2. 比特币如何实现总量恒定

    • 中本聪规定,比特币可以被细分到小数点后八位。
    • 初始时,每个区块发行50个比特币,每21万个区块发行量减半,等到2140年发行总量将达到约2100万个。
    • 那时,未发行的比特币将无法再细分,从而实现发行完毕。

  1. 比特币和Q币有哪些不同

    • 比特币是一种去中心化的数字资产,没有发行的主体,账本全网共记,自证其信。
    • Q币是腾讯公司为其背书的一种积分,不是货币,仅限在腾讯系的应用上使用。
  2. 各国对区块链资产的态度如何

    • 欧洲积极监管。
    • 美国将其列为大宗商品,并对交易机构颁发许可证。
    • 日本积极支持,韩国积极监管,我国迎合监管。

澳门新葡亰app 2

比特币转账的原理

  1. 比特币怎么转账
    • 需要比特币钱包、交易平台或者比特币客户端。
    • 输入自己拥有比特币的地址和接收方的地址,还有转账金额和手续费。
    • 发起交易后,交易信息在全网广播,负责本时间段区块记录的矿工会将交易信息打包记录到区块中。
    • 经过后面超过6个区块的确认后,交易信息基本就不能再被人篡改,从而就可认定此次交易是成功的。
    • 转账时手续费越高,交易就能越快地被矿工处理。
  2. 比特币转账要付多少手续费
    • 手续费是为了激励矿工的一种机制,能吸引更多的算力加入比特币网络,从而确保整个网络的安全可靠。
    • 手续费一般为0.001-0.0015BTC之间。
    • 由于一个区块中能被记录的交易数有限,所以矿工优先选择手续费高的交易记录进区块,手续费低的只能等下个区块。
    • 设置一定的手续费可以防止比特币网络中充斥垃圾信息,防止粉尘攻击等。
    • 手续费可以在所有比特币发行完后给矿工带来持续的收益。
  3. 区块链转账居然按字节收费
    • 传统金融中转账手续费是按照转账金额收取的,如果是跨国转账还需要支付电报费。
    • 区块链资产是全网的,具有全球性质,转账手续费和转账的金额大小无关,和转账时交易信息中的字节数有关。
    • 就跨国转账而言,区块链转账比传统货币速度更快,更划算。
  4. 比特币地址是什么
    • 26-34位字母和数字组成的字符串,相当于自己的银行账户。
    • 可以查到比特币地址上所有的交易记录。
    • 下载比特币客户端或者比特币钱包就可以获得自己的比特币地址。
  5. 比特币节点是什么
    • 每一个比特币钱包都是一个比特币节点,其中拥有完整区块链账本的节点称作全节点。
    • 转账发生时,由当前节点广播至全网,等待负责挖矿的节点验证正确后,记录当前的区块中。
  6. 从发出交易到矿工打包需要几步
    • 当前节点把交易广播至全网。
    • 挖矿节点接受交易,放进内存进行一些基本的验证。
    • 验证通过,将其放入未确认交易池,等待被打包放进区块中。
    • 验证失败,则会标记位无效交易,不会被打包。
    • 等到节点获得记账权后,从未确认交易池中取出交易打包进区块。
  7. 比特币的数字签名是什么
    • 是转出人才能生成的一段防伪造的字符串,通过验证该字符串可以确保该笔交易是转出人亲自发起的,并且在传输过程中没有被更改过。
    • 数字签名包含数字摘要技术和非对称加密技术。
    • 摘要技术是指将交易信息缩短为固定长度的字符串,然后用私钥对其加密,形成数字签名,然后将该数字签名和交易信息一起广播给全网。矿工收到后用转出人公钥对其进行验证,成功则说明该笔交易确实是转出人发起并未被篡改的。
    • 非对称加密技术是指用来加密和解密的钥匙不一样,用来加密的叫做私钥,由个人妥善保管;用来解密的叫做公钥,可以公开。
  8. 比特币交易和找零机制是怎样的
    • 可以一次从多个地址将比特币转出,也可以一次转账给多个比特币地址。
    • 找零的时候需要告知矿工转账的金额数目,剩余的找零返回给原地址或者是新的地址。

二、7个基本名词概念

区块链产业上游——挖矿

  1. 挖矿是什么?
    • 将一段时间内比特币网络中产生的交易进行确认并记录在新区块上的过程。
    • 挖矿的人称作矿工,挖矿就是一个记账的过程。
    • 在形成新区块时,会产生一定量的新生比特币归属当前的矿工。
  2. 比特币怎么挖矿
    • 每10分钟,全网的矿工一起竞赛计算一道数学题,谁先算出就取得该区块的记账权力,相当于挖到该区块新产生的比特币
    • 一开始大家都是用CPU来挖矿,但随着全网算力的增加,现在都是用专门的矿机。
    • 挖矿前需要准备好矿机、比特币地址、挖矿软件等。
    • 目前个人购买少量矿机也很难挖出比特币了,一般都是大家一起加入矿池,合作共赢。
  3. 矿工是怎么挖矿的
    • 购买好矿机,安装好挖矿软件,保持电力供应和网络连接,让计算机自动挖矿即可。
  4. 矿机是什么
    • 通过运行大量计算,争夺记账权从而获得新发行比特币的专业设备。
    • 矿机一般有挖矿芯片、散热片和风扇组成,只执行单一的挖矿程序,耗电量较大。
    • 挖矿实际比的是矿工之间的算力,谁的算力越大,挖到比特币的概率也就越大。
  5. 比特币挖矿机的进化史
    • CPU、GPU、专业矿机、矿池
  6. 矿场长什么样
    • 集中管理矿机的场所,通常在电费比较便宜和供电比较稳定的地方。
    • 早期矿场通常噪音较大,温度较高,矿机损坏率极高。
    • 现在的矿场运营方式在不断发展,已经做到静音,恒温恒湿,无尘等。
  7. 矿池怎么挖矿
    • 突破地理限制,将全球的矿工或者矿场的算力联结起来一起挖矿。
    • 矿池负责信息的收集与打包,矿场负责算力的竞争,挖到的比特币按照每个矿工算力大小按比例分配。
    • 比较知名的矿池:鱼池、蚁池、币网、国池等,这些都是中国的。
  8. 算力是什么
    • 想要解决每十分钟一道的数学难题,只能依靠随机的哈希碰撞。
    • 一台矿机每秒能做多少次哈希的碰撞就代表了其算力的大小。
    • 衡量单位是hash/秒。
  9. 竞争记账是什么
    • 全网所有节点都有权力记账,但要先通过竞争解出一道难题来获取记账权。某个矿工优先解出问题,就全网广播给其它节点,其它节点对其进行验证正确后,就放弃继续竞争,进入下一轮的难题计算,而优先解出问题的矿工就通过竞争获取了该区块的记账权。

本文源自火币网《区块链100问-入门必看的小动画》,根据其知识骨架修改整理而成。

学习交流微信:zhangdr186

1-2.「矿工与挖矿」

在比特币网络中,因为竞争计算能获得新生的比特币奖励,很像开采埋在地底下的矿物的过程,所以大家把争相计算获得记账权的过程形象地比喻成“挖矿”,竞争挖矿的人或组织,叫
“矿工”。

3.「算力」

算力,可以简单的理解为计算能力。

解答比特币的数学题,只能靠计算机做随机的哈希碰撞。

哈希碰撞是哈希算法的一种称呼。每秒能做多少次哈希碰撞,就是其 “算力”
的代表,目前一台矿机就能每秒做至少10的13次方哈希碰撞,这一台10T的矿机就有10T的算力。

4.「工作量证明PoW」

一个矿工成功后,TA会把之前打包好的网络上的交易记录到一页账本上,同步给其他人。

因为这个矿工能够最先计算出超难数学题的正确答案,说明这个矿工付出了工作量,是一个有权利记账的人,因此其他人也会同意这一页账单。

这种依靠工作量来证明记账权,大家来达成共识的机制叫做
“工作量证明”,简而言之结果可以证明你付出了多少工作量。

5.「权益证明PoS」

“权益证明”,和比特币 “工作量证明” 相对应的另外一种共识机制。

“权益证明”是根据你在这个网络里拥有币的多少来竞争记账的权力,如果你持有的币越多,你的记账的权力的获取概率就越大,这种证明机制在一定程度上缩短了共识的达成时间,也不再需要大量消耗能源挖矿。简而言之「持有越多,获得记账权力概率越大」,这种共识机制叫
“权益证明”。

6.「区块」

比特币网络是一个巨大的账本,平均每10分钟网络诞生账本的一页,我们就把它叫做
“区块”。

大体来说包含两部分信息,第一部分信息是这个区块的身份信息。第二部分信息是这段时间内产生的网络里的交易,也就是这个账本的里记录的每一笔交易。

7.「区块链」

每个区块被打上时间戳,按照严格的先后顺序,连接起来,叫 “区块链”。

三、比特币转账运行原理

1、比特币的发行机制,遵循每个比特币的产生伴随着每一页账单的诞生,并且比特币每四年减半;

2、比特币的记账,采用竞争记账的方式,即记账者需要通过工作量证明(PoW)获得记账权力,获得记账权力之后进行记账,TA记账的同时,能够获得新生比特币奖励和被记录在这一页账单里的所有的交易手续费;

3、比特币的交易,和银行卡交易基本上是类似的。

通过加密设计,中本聪使得比特币的发行、记账和转账等环节环环相扣,使得整个体系能够自发运转起来。

澳门新葡亰app 3

现在,即使中本聪这个核心人物已经销声匿迹,我们看到比特币的自发的生命力,这就是去中心化体系的魅力。


小白的古德白

『朱嘉伟区块链课程笔记』

2018.3.14 天气热