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比特幣挖礦實在算什麼

發布時間: 2024-09-05 03:32:11

比特幣挖礦究竟在計算一個什麼問題手動驗證區塊鏈給出答案

簡單回顧下挖礦的流程。

首先先要對所有的交易做驗證,剔除有問題的,然後通過一套自定義的標准來選擇哪些交易希望打包進區塊,比如說提供的交易費與交易佔用的位元組大小的比值超過某個門檻,這樣的交易才被認為有利可圖。當然,節點也可以特意選擇要加入某條交易,或者故意忽略某些交易。如果是通過礦池挖礦的話,礦池的伺服器會去篩選交易,然後分配給每個參與的礦機一個獨立的任務。

一旦篩選好交易數據,層層約減,通過這些交易就可以計算出一棵Merkle樹,可以確定一個唯一的摘要,這就是Merkl樹的根。

然後我們再依次獲取挖礦需要的其他信息,這些信息組成一個區塊的頭。

區塊頭的位元組分配

區塊頭只有80個位元組,挖礦只需要對區塊頭進行運算即可。交易數據都通過merkle樹固定了下來,不需要再包含進來。

這些信息中大部分已經是固定下來的,或者是可計算的。

我們以區塊277316為例,其信息來自網站 http://blockchain.info

Bitcoin Block #277316blockchain.info

選擇這個區塊的原因是在《Mastering Bitcoin》一書中,中文社區譯本和英文原版在介紹這部分內容時有出入,而且作者Antonopoulos並沒有提到一個關鍵點,就是位元組順序的問題,相信很多人可能會踩這個坑。這里還原的細節可以幫助讀者與書籍做相互參考。

請大家注意下面的每個步驟,注意每一個變化,這是比特幣最核心的演算法。

轉換時間,記住,一定要轉為utc的時間戳,此處遇到過坑,小心。

這一步的發現異常艱辛,耗費了大量的查詢,大坑,大坑,謹記。發明人中本聰可能為了讓機器計算更快,而變為了更接近機器的編碼方式little-endian.

最終得到的結果就是

16進制下前面15個0,然後是1; 而難度目標對應的數字是

16進制下前面15個0,然後是3. 計算結果小於難度目標,符合要求。這個結果與網站上公布的數字一致。

在挖礦時,nonce隨機數是未知的,要從0試到2^32,但是這個數字其實不大,只有4294967296,以現在的礦機動輒14T每秒的算力,全部算完到上限也不需要一秒。剛才提到在這種情況下,需要使用創幣交易中的附帶信息,額外的字元串成為extra nonce。

另外,創世區塊也可以通過上面的方法來驗證,有好奇的朋友可以嘗試下。

提示:

② 比特幣挖礦是什麼意思

挖礦是增加比特幣貨幣供應的一個過程,同時還保護著比特幣系統的安全,防止欺詐交易,礦工們通過為比特幣網路提供算力來換取獲得比特幣獎勵的機會。
比特幣系統由用戶(用戶通過密鑰控制錢包)、交易(交易都會被廣播到整個比特幣網路)和礦工(通過競爭計算生成在每個節點達成共識的區塊鏈,區塊鏈是一個分布式的公共權威賬簿,包含了比特幣網路發生的所有的交易)組成。
挖礦是增加比特幣貨幣供應的一個過程。挖礦同時還保護著比特幣系統的安全,防止欺詐交易,避免「雙重支付」,「雙重支付」是指多次花費同一筆比特幣。礦工們通過為比特幣網路提供演算法來換取獲得比特幣獎勵的機會。 礦工們驗證每筆新的交易並把它們記錄在總帳簿上。每10分鍾就會有一個新的區塊被「挖掘」出來,每個區塊里包含著從上一個區塊產生到目前這段時間內發生的所有交易,這些交易被依次添加到區塊鏈中。我們把包含在區塊內且被添加到區塊鏈上的交易稱為「確認」交易,交易經過「確認」之後,新的擁有者才能夠花費他在交易中得到的比特幣。
礦工們在挖礦過程中會得到兩種類型的獎勵:創建新區塊的新幣獎勵,以及區塊中所含交易的交易費。為了得到這些獎勵,礦工們爭相完成一種基於加密哈希演算法的數學難題,也就是利用比特幣挖礦機進行哈希演算法的計算,這需要強大的計算能力,計算過程多少,計算結果好壞作為礦工的計算工作量的證明,被稱為「工作量證明」。該演算法的競爭機制以及獲勝者有權在區塊鏈上進行交易記錄的機制,這二者保障了比特幣的安全。
礦工們同時也會獲取交易費。每筆交易都可能包含一筆交易費,交易費是每筆交易記錄的輸入和輸出的差額。在挖礦過程中成功「挖出」新區塊的礦工可以得到該區塊中包含的所有交易「小費」。隨著挖礦獎勵的遞減,以及每個區塊中包含的交易數量增加,交易費在礦工收益中所佔的比重將會逐漸增加。在2140年之後,所有的礦工收益都將由交易費構成。
挖礦是一種將結算去中心化的過程,每個結算對處理的交易進行驗證和結算。挖礦保護了比特幣系統的安全,並且實現了在沒有中心機構的情況下,也能使整個比特幣網路達成共識。 挖礦這個發明使比特幣變得很特別,這種去中心化的安全機制是點對點的電子貨幣的基礎。鑄造新幣的獎勵和交易費是一種激勵機制,它可以調節礦工行為和網路安全,同時又完成了比特幣的貨幣發行 。

③ 比特幣的挖礦到底在計算什麼

比特幣的挖礦計算其實就是大家一起做數學題,題干是需要被記錄的交易,大家通過做題搶奪記賬權,搶到的礦工就能獲得系統獎勵和交易手續費。比特幣用的SHA256演算法的特點是已知答案驗證正確很容易,但是要得到答案非常麻煩,需要一個一個數字去試。最先得到答案的礦工大家就都認可他是搶到了記賬權,獎勵就歸他了。大家繼續搶下一題的記賬權。簡單來說這些計算的意義只在於保證整個系統的穩定安全,並沒有更多的意義。

把比特幣看作是計算的副產品是不全面的,比特幣的產生發行、比特幣鏈上所有的交易流通、比特幣系統的穩定性,都是計算的目的,是一體的。當然除了維護這個系統之外,的確並沒有產生其他的價值和產物。這也是比特幣被指責不環保浪費資源的一個黑點。總的來說,比特幣作為一個里程碑式的區塊鏈數字貨幣,其源於大量的算力投入和用戶信任的巨大價值。這一點還是毋庸置疑的。

④ 比特幣挖礦的原理是什麼

比特幣挖礦是利用計算機硬體為比特幣網路做數學計算進行交易確認和提高安全性的過程。

⑤ 挖礦到底在計算什麼

比特幣挖礦到底在計算什麼?如何看待比特幣挖礦,比特幣的挖礦對於不同的礦工而言是一種競爭記賬權的合作記賬行為,在合作的大框架下有序地競爭。也就是利用電腦硬體計算出比特幣的位置並獲取的過程稱之為挖礦。挖礦既能生產比特幣,又能保障交易信息,下面來具體解釋挖礦。

比特幣在2017年底暴漲至將近20萬人民幣一枚,不僅火了數字貨幣行業,更是火爆了區塊鏈行業,正因為如此,很多人想方設法去挖礦,獲取比特幣來實現自己的財富自己,首先,”比特幣“挖礦是怎挖的,比特幣是一中虛擬貨幣,基於區塊鏈技術。如果我們簡單地把區塊鏈的區塊比作一個個的賬本,那麼”挖礦“就是“打包”過去十分鍾整個區塊鏈網路的交易,把這些交易寫入新的區塊,那麼就“打包”完成,那就是完成了“挖礦”旅搭譽。完成了挖礦之後就獲得了系統分發給你的比特幣。這就是比特幣“挖礦”比較簡化的說法,當中的原理和運行還是相當復雜的。

如何分配“打包權”

比特幣的價格超過2w元一個,每一次獲得“打包權”,完成工作就會獲得12.5個比特幣(會隨時間遞減),獲利可謂相當豐厚。

天下熙熙皆為利來天下攘攘皆為利往,只要有利潤的地方就有人。網路上礦工眾多,那麼如何確定應該分配給哪個礦工去做這事呢?

比特幣的創始人中本聰採用這種方法:採用一種叫“工作證明(Proof Of Work,簡稱POW)機制,即工作量的證明。

這種方法通常來說只能從結果證明,因為監測工作過程通常是繁瑣與低效的。這是用來確認你做過一定量的工作,但是監測工作的整個過程極為低效,而通過對工作的結果進行認證來證明完成了相應的工作量,則是一種非常高效的方式。

我們可以比喻成,要證明您會開車技術好,企業不可能給您幾天時間,跟著您在市區上走。但是,你可以提供駕駛證和之前在公交車公司當公交車司機的工作證明, 來說明您得能力。你要獲得這個能力需要付出大量的時間和精力,但是企業驗證卻非常簡單。

比特幣這種加密系統所使用工作量證明機制的證明是哈希現金,需要算出對應的哈希函數。哈希現金是一種工作量證明機制,它是亞當·貝克在1997年發明的,主要用於抵抗郵件的拒絕服務攻擊及垃圾郵件網關濫用。在比特幣之前,哈希現金被用於垃圾郵件的過濾,也被微軟用於hotmail等產品中。

對於比特幣這種加密系統所使用的哈希函數,它需要具備以下的性質:

1. 免碰撞,即不會出現輸入x≠y,但是H(x)=H(y)

2. 隱匿性,也就是說,對於一個給定的輸出結果H(x),想要逆推出輸入x,在計算上是不可能的。

3. 不存在比窮舉更好的方法,可以使哈希結果H(x)落在特定的范圍。

比特幣在區塊鏈的生枝鋒成過程中使用了POW機制,一個符合要求的區塊哈希函數由N個前導零構成,零的個數取決於網路的拆段難度值。

要得到合理的區塊哈希碼需要經過大量嘗試計算。當某個節點提供出一個合理的區塊哈希值,那就是說明該節點確實經過了大量的嘗試計算,那麼系統就把”打包權“分配給該節點(礦工)

當然這不能得出計算次數的絕對值,因為尋找合理hash是一個概率事件,所以當節點(礦工)擁有佔全網n%的算力時,該節點基本上就是有n/100的概率找到區塊哈希。那就是意思上說比拼算力。

當能不能記住前面幾個0,然後可以使用呢?不能的,因為難度值不一樣, 0的數量就不一樣。而且要證明的數是一個哈希碼,而且需要驗證的工作量證明非常龐大,基本上無法造假。只存在一個方法:窮舉!

那麼意味著,你不僅要算出你的哈希值,還需要對比對不對,如果不對的話繼續算。

所以需要大量的顯卡進行大量的並行運算,獲取哈希值。讓我們來看看,礦場是一個怎麼樣的存在:

這些礦場都是用很貴的顯卡來算,他們的算里是人工的N倍。如果單靠人力,算十年都沒有它們工作一小時的工作量大。

比特幣和傳統貨幣不同,美元和英鎊這種法幣由央行和金融機構管理,進行轉賬交易時這些機構也同時參與,而比特幣只在分布式賬本中進行交易,每一項交易就儲存在比特幣的全球網路節點中,不可復制,不可篡改。所以每個儲存數據的節點都會有相應的獎勵,目前已經開採的節點有1700萬個,比特幣總量只有2100萬個,意味著還有400萬個比特幣待開采。

⑥ 比特幣挖礦到底在計算什麼

要知道挖礦到底在計算什麼,首先得知道比特幣的本質及產生的過程。比特幣是基於網路的電子貨幣,實際是互聯網的一串代碼,依靠演算法計算得出。挖礦是完成演算法的過程,也是生產比特幣的唯一方式。而且由於演算法規定,比特幣目前只有2100萬個。
1、挖礦既能生產比特幣,又能保障交易信息
類似於,一個數學系統包含2100萬個數學題,需要通過龐大的計算量不斷的去尋求這個每個數學題的特解。另外,特解是唯一的。
下面來具體解釋挖礦,從作用來說,挖礦不僅可以增加比特幣貨幣供應,而且還可以保護比特幣交易安全、防止欺詐交易。從過程來說,比特幣網路是一個點對點的支付系統,任何人都可以通過交易程序進行交易。
為了確保交易過程被如實記錄,就需要「礦工」這個角色來負責記錄比特幣交易信息,這個時間間隔是10分鍾,礦工中記賬最好的交易記錄就會被打包存儲到一個新的區塊中,相應的礦工也會得到一定數量的比特幣獎勵。
2、挖礦過程極其復雜,非人力所能為
具體的流程如下,當某一個礦工監聽到這筆交易時,首先會對交易信息進行驗證。通過驗證的交易則會被礦工記錄下來,保存在自己的資料庫裡面。全世界可能有成千上萬個礦工在進行同一件事,但在每十分鍾內,只有一個礦工有權創建新的區塊,使自己記錄的交易信息被大家所承認並永久地存儲下來。
接下來,礦工們就需要爭奪記賬權,這是一場算力競賽的比拼,其核心是用計算機完成大量的計算任務,找到一個超難的隨機數,這個隨機數就是第一段所說的方程特解,最先算出正確隨機數的礦工勝出。根據游戲規律,一個礦工獲得記賬權的幾率與其算力佔全網算力之和的比例成正比。換句話說,找到該隨機數的概率相當於將一億個骰子扔出,最後骰子總和小於1億零50。因此,挖礦需要大量的計算機,安裝特定的演算法軟體,日夜重復運行,非人力所能為。
3、比特幣挖礦其實就是「村民記賬」
可能還是有網友不懂,那就舉個例子。在一個村裡,村民之間經常會發生借款行為,哪怕寫了字據也有違約的風險。那麼,在每次村裡有借款行為發生的時候,就用村裡的大喇叭告知大家,所有的村民(礦工)就在自己的賬簿里記下所有交易記錄。

⑦ 比特幣挖礦是什麼意思

挖比特幣又被成為挖礦,從比特幣的本質說起,比特幣的本質其實就是一堆復雜演算法所生成的特解。特解是指方程組所能得到無限個(其實比特幣是有限個)解中的一組。而每一個特解都能解開方程並且是唯一的。

以人民幣來比喻的話,比特幣就是人民幣的序列號,你知道了某張鈔票上的序列號,你就擁有了這張鈔票。而挖礦的過程就是通過龐大的計算量不斷的去尋求這個方程組的特解,這個方程組被設計成了只有 2100 萬個特解,所以比特幣的上限就是 2100 萬。

比特幣:又稱「比特金」,是一種網路虛擬貨幣,網民可以使用比特幣購買一些虛擬物品,比如網路游戲當中的衣服、帽子、裝備等,網民之間也有用來購買現實物品的情況。

(7)比特幣挖礦實在算什麼擴展閱讀:

缺點

一、交易平台的脆弱性。比特幣網路很健壯,但比特幣交易平台很脆弱。交易平台通常是一個網站,而網站會遭到黑客攻擊,或者遭到主管部門的關閉。

二、交易確認時間長。比特幣錢包初次安裝時,會消耗大量時間下載歷史交易數據塊。而比特幣交易時,為了確認數據准確性,會消耗一些時間,與p2p網路進行交互,得到全網確認後,交易才算完成。

三、價格波動極大。由於大量炒家介入,導致比特幣兌換現金的價格如過山車一般起伏。使得比特幣更適合投機,而不是匿名交易。

四、大眾對原理不理解,以及傳統金融從業人員的抵制。活躍網民了解p2p網路的原理,知道比特幣無法人為操縱和控制。但大眾並不理解,很多人甚至無法分清比特幣和Q幣的區別。「沒有發行者」是比特幣的優點,但在傳統金融從業人員看來,「沒有發行者」的貨幣毫無價值。

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