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在比特幣網路中初始節點一共有幾種方式

發布時間: 2022-09-03 13:34:37

『壹』 區塊鏈常見的三大共識機制

區塊鏈是建立在P2P網路,由節點參與的分布式賬本系統,最大的特點是「去中心化」。也就是說在區塊鏈系統中,用戶與用戶之間、用戶與機構之間、機構與機構之間,無需建立彼此之間的信任,只需依靠區塊鏈協議系統就能實現交易。

可是,要如何保證賬本的准確性,權威性,以及可靠性?區塊鏈網路上的節點為什麼要參與記賬?節點如果造假怎麼辦?如何防止賬本被篡改?如何保證節點間的數據一致性?……這些都是區塊鏈在建立「去中心化」交易時需要解決的問題,由此產生了共識機制。

所謂「共識機制」,就是通過特殊節點的投票,在很短的時間內完成對交易的驗證和確認;當出現意見不一致時,在沒有中心控制的情況下,若干個節點參與決策達成共識,即在互相沒有信任基礎的個體之間如何建立信任關系。

區塊鏈技術正是運用一套基於共識的數學演算法,在機器之間建立「信任」網路,從而通過技術背書而非中心化信用機構來進行全新的信用創造。

不同的區塊鏈種類需要不同的共識演算法來確保區塊鏈上最後的區塊能夠在任何時候都反應出全網的狀態。

目前為止,區塊鏈共識機制主要有以下幾種:POW工作量證明、POS股權證明、DPOS授權股權證明、Paxos、PBFT(實用拜占庭容錯演算法)、dBFT、DAG(有向無環圖)

接下來我們主要說說常見的POW、POS、DPOS共識機制的原理及應用場景

概念:

工作量證明機制(Proof of work ),最早是一個經濟學名詞,指系統為達到某一目標而設置的度量方法。簡單理解就是一份證明,用來確認你做過一定量的工作,通過對工作的結果進行認證來證明完成了相應的工作量。

工作量證明機制具有完全去中心化的優點,在以工作量證明機制為共識的區塊鏈中,節點可以自由進出,並通過計算隨機哈希散列的數值解爭奪記賬權,求得正確的數值解以生成區塊的能力是節點算力的具體表現。

應用:

POW最著名的應用當屬比特幣。在比特幣網路中,在Block的生成過程中,礦工需要解決復雜的密碼數學難題,尋找到一個符合要求的Block Hash由N個前導零構成,零的個數取決於網路的難度值。這期間需要經過大量嘗試計算(工作量),計算時間取決於機器的哈希運算速度。

而尋找合理hash是一個概率事件,當節點擁有佔全網n%的算力時,該節點即有n/100的概率找到Block Hash。在節點成功找到滿足的Hash值之後,會馬上對全網進行廣播打包區塊,網路的節點收到廣播打包區塊,會立刻對其進行驗證。

如果驗證通過,則表明已經有節點成功解迷,自己就不再競爭當前區塊,而是選擇接受這個區塊,記錄到自己的賬本中,然後進行下一個區塊的競爭猜謎。網路中只有最快解謎的區塊,才會添加的賬本中,其他的節點進行復制,以此保證了整個賬本的唯一性。

假如節點有任何的作弊行為,都會導致網路的節點驗證不通過,直接丟棄其打包的區塊,這個區塊就無法記錄到總賬本中,作弊的節點耗費的成本就白費了,因此在巨大的挖礦成本下,也使得礦工自覺自願的遵守比特幣系統的共識協議,也就確保了整個系統的安全。

優缺點

優點:結果能被快速驗證,系統承擔的節點量大,作惡成本高進而保證礦工的自覺遵守性。

缺點:需要消耗大量的演算法,達成共識的周期較長

概念:

權益證明機制(Proof of Stake),要求證明人提供一定數量加密貨幣的所有權。

權益證明機制的運作方式是,當創造一個新區塊時,礦工需要創建一個「幣權」交易,交易會按照預先設定的比例把一些幣發送給礦工本身。權益證明機制根據每個節點擁有代幣的比例和時間,依據演算法等比例地降低節點的挖礦難度,從而加快了尋找隨機數的速度。

應用:

2012年,化名Sunny King的網友推出了Peercoin(點點幣),是權益證明機制在加密電子貨幣中的首次應用。PPC最大創新是其采礦方式混合了POW及POS兩種方式,採用工作量證明機制發行新幣,採用權益證明機制維護網路安全。

為了實現POS,Sunny King借鑒於中本聰的Coinbase,專門設計了一種特殊類型交易,叫Coinstake。

上圖為Coinstake工作原理,其中幣齡指的是貨幣的持有時間段,假如你擁有10個幣,並且持有10天,那你就收集到了100天的幣齡。如果你使用了這10個幣,幣齡被消耗(銷毀)了。

優缺點:

優點:縮短達成共識所需的時間,比工作量證明更加節約能源。

缺點:本質上仍然需要網路中的節點進行挖礦運算,轉賬真實性較難保證

概念:

授權股權證明機制(Delegated Proof of Stake),與董事會投票類似,該機制擁有一個內置的實時股權人投票系統,就像系統隨時都在召開一個永不散場的股東大會,所有股東都在這里投票決定公司決策。

授權股權證明在嘗試解決傳統的PoW機制和PoS機制問題的同時,還能通過實施科技式的民主抵消中心化所帶來的負面效應。基於DPoS機制建立的區塊鏈的去中心化依賴於一定數量的代表,而非全體用戶。在這樣的區塊鏈中,全體節點投票選舉出一定數量的節點代表,由他們來代理全體節點確認區塊、維持系統有序運行。

同時,區塊鏈中的全體節點具有隨時罷免和任命代表的權力。如果必要,全體節點可以通過投票讓現任節點代表失去代表資格,重新選舉新的代表,實現實時的民主。

應用:

比特股(Bitshare)是一類採用DPOS機制的密碼貨幣。通過引入了見證人這個概念,見證人可以生成區塊,每一個持有比特股的人都可以投票選舉見證人。得到總同意票數中的前N個(N通常定義為101)候選者可以當選為見證人,當選見證人的個數(N)需滿足:至少一半的參與投票者相信N已經充分地去中心化。

見證人的候選名單每個維護周期(1天)更新一次。見證人然後隨機排列,每個見證人按序有2秒的許可權時間生成區塊,若見證人在給定的時間片不能生成區塊,區塊生成許可權交給下一個時間片對應的見證人。DPoS的這種設計使得區塊的生成更為快速,也更加節能。

DPOS充分利用了持股人的投票,以公平民主的方式達成共識,他們投票選出的N個見證人,可以視為N個礦池,而這N個礦池彼此的權利是完全相等的。持股人可以隨時通過投票更換這些見證人(礦池),只要他們提供的算力不穩定,計算機宕機,或者試圖利用手中的權力作惡。

優缺點:

優點:縮小參與驗證和記賬節點的數量,從而達到秒級的共識驗證

缺點:中心程度較弱,安全性相比POW較弱,同時節點代理是人為選出的,公平性相比POS較低,同時整個共識機制還是依賴於代幣的增發來維持代理節點的穩定性。

『貳』 比特幣的網路是怎樣運行的

QUBE交易所為您解答:
1)新的交易向全網進行廣播;
2)每一個節點都將收到的交易信息納入一個區塊中;
3)每個節點都嘗試在自己的區塊中找到一個具有足夠難度的工作量證明;
4)當一個節點找到了一個工作量證明,它就向全網進行廣播;
5)當且僅當包含在該區塊中的所有交易都是有效的且之前未存在過的,其他節點才認同該區塊的有效性;
6)其他節點表示他們接受該區塊,而表示接受的方法,則是在跟隨該區塊的末尾,製造新的區塊以延長該鏈條,而將被接受區塊的隨機散列值視為先於新區快的隨機散列值。
希望對你有幫助。

『叄』 比特幣初始節點發現有幾個

比特幣初始節點發現只有28個。但這個數字增長的很快,到2020年2月,全球比特幣節點的數量就達到了10.000點左右。中國的節點總數約佔全球的5%到8%。2020年截至3月份,中國在全球市場份額已飆升至17%,已超過德國,排名居全球第二。

『肆』 幣圈小知識:比特幣轉賬交易是如何進行的

隨著各種虛擬貨幣走進人們的視野,越來越多的人想要進入虛擬貨幣的交易市場。但隨之而來的問題是:我們要如何才能買到虛擬貨幣,從而擁有個人的數字資產呢?虛擬貨幣交易背後的原理是什麼呢?

我以比特幣為例子,進行簡單講解。

首先我們需要安裝虛擬貨幣交易平台。平台有很多,可供讀者們選擇,比如國內三大平台:幣安,huobi和okex。這時,我們已經有購買比特幣的平台了。安裝了比特幣客戶端的電腦被稱為節點,互聯網上的所有節點構成比特幣網路。每當有新的比特幣在某個節點上生成,交易,這個節點都會向附近的比特幣節點廣播,最終整個網路節點都會記錄交易信息。
在比特幣網路中, 每個安裝了客戶端的節點都擁有一個分布式資料庫來管理比特幣生產、交易、查詢賬戶余額記錄,同時也更新和記錄著比特幣系統變化的最新記錄。

當你想向朋友發送10個比特幣時。你需要兩樣東西,一個是比特幣地址,另一個是相應的私鑰。比特幣地址跟銀行賬號不一樣,你不需要簽署一堆文件去申請,它們是隨機生成的,就是一串由字母和數字組成的字元串,看起來非常混亂。私鑰也是類似的一個字元串,但是這個是要嚴格保密的。比特幣地址就好像一個透明的存錢罐,每個人都可以看到裡面有什麼,但是只有擁有私鑰的人才能打開它.
當你發送交易申請後,周邊的節點會檢查你的賬戶是否擁有 10 枚比特幣,如果有,則同意這次交易,並且把這條信息廣播到附近的節點,一傳十,十傳百,很快整個網路都會確認這筆交易信息,然後寫入到區塊中。你的朋友將會收到 10 枚比特幣,交易就算完成了.

『伍』 科普:什麼是比特幣

1.比特幣是一種P2P方式的加密貨幣

2.比特幣是一種去中心化的資產

3.比特幣經過挖礦取得

4.比特幣是中本聰創立

5.比特幣是經過記賬保證資產平安

6.關於挖礦

7.各個國度比照特幣的態度

8.比特幣的缺陷

自己接觸數字貨幣也有幾年了,比照特幣的理解也不能說有多麼的深化。我將盡我所能把什麼是比特幣寫分明,用小白能明白的文字來表述比特幣。

假如有錯的中央還望不吝賜教

1.比特幣的由來

比特幣的由來這里就必需要提到一個人:中本聰。中本聰是比特幣的開創人,但是關於誰是中本聰直到我寫這邊文章的時分,依然是一個未解之謎。

倒是有很多自稱是中本聰的人,但是一個個都禁不起琢磨。目前知名度最高的一個人是"澳本聰",由於人在澳大利亞,所以大家給他取了一個略帶

挖苦意味的名字。

先借用一下網路上面的引見:

比特幣(Bitcoin)的概念最初由中本聰在2008年11月1日提出,並於2009年1月3日正式降生 。依據中本聰的思緒設計發布的開源軟體以及建構其上的P2P網路。比特幣是一種P2P方式的虛擬的加密數字貨幣。點對點的傳輸意味著一個去中心化的支付系統。

與一切的貨幣不同,比特幣不依託特定貨幣機構發行,它根據特定演算法,經過大量的計算產生,比特幣經濟運用整個P2P網路中眾多節點構成的散布式資料庫來確認並記載一切的買賣行為,並運用密碼學的設計來確保貨幣流通各個環節平安性。P2P的去中心化特性與演算法自身能夠確保無法經過大量製造比特幣來人為操控幣值。基於密碼學的設計能夠使比特幣只能被真實的具有者轉移或支付。這同樣確保了貨幣一切權與流通買賣的匿名性。比特幣與其他虛擬貨幣最大的不同,是其總數量十分有限,具有極強的稀缺性。

我對上面的文字解釋一下:

【P2P】網路是點對點,再文言一點是個人對個人的意義。

中心化:普通的像支付寶這樣的系統是中心化系統,一切信息都控制在支付寶公司的效勞器中。

去中心化:就是沒有一個中心化的系統。網路中的一切個體都對這個賬本都有完好的記載。這里有個關鍵詞【賬本】。

什麼是賬本?比特幣的一切轉賬挖礦信息加起來是一個賬本。賬本就是數據的意義。比特幣網路中的每一台效勞器都有完成的比特幣轉賬記載【賬本】。

什麼是轉賬?假如你有一個比特幣錢包,並且有比特幣資產,那麼你就能夠轉賬到另一個地址。每個地址都是特有的不反復的。就像支付寶賬號,但是地址並不記載個人信息,所以轉賬是匿名的不可查的。但是轉賬記載【賬本】是公開的可查。

什麼是錢包?你能夠了解是一個軟體。目前用的做多的是imtoken,用imtoken你能夠生成本人的比特幣賬號【地址】。然後他人就能夠給你轉賬。錢包並不是中心化的東西。錢包生成的私鑰才是最重要的數據。你能夠用私鑰導入到其他錢包。留意密碼,密碼遺忘就不可找回。就無法轉賬。目前比特幣總量1800多萬。但是有可能比特幣丟失了,比方私鑰沒有了。所以一定要保管好你的私鑰。

2.如何取得比特幣

獲取比特幣的辦法目前有2種

1.用電腦挖礦

比特幣的產生就是挖礦而來,挖礦文言文就是:用電腦運轉特定軟體來運算數據,算對了就給你比特幣獎勵。挖礦需求高端顯卡,挖礦設備首先就是根絕NV顯卡。挖礦肯定是用顯卡挖礦。挖礦設備的整體構造和普通PC機器不一樣的中央就是顯卡數量。當然你也能夠用家用的電腦來挖礦感受一下。詳細的挖礦教程這里不做引見。

2.購置

購置相對就簡單不少。但是目前市面上買賣所成百上千家,優劣不齊。選擇的時分要謹慎。要選排名靠前的買賣所。這里引見幾個大型買賣所:火幣,幣安。這兩個曾經能夠滿足你的一切需求。

3.比特幣寄存在哪

比特幣能夠寄存在恣意一個數據存儲介質里,包括手機、U盤、挪動硬碟、電腦等。比特幣在停止買賣的時分,只需求運用比特幣買賣軟體發送比特幣地址即可。比特幣軟體能夠自動生成地址,同時在生成地址時不需求聯網。比特幣地址和私鑰是成對呈現的,他們的關系就像銀行卡號和密碼。比特幣地址是用來記載你在該地址上有幾比特

4.比特幣的價值所在

比特幣的價值十分大。說幾點適用的價值。

1.去中心化的貨幣,沒人能夠隨意凍結你。不用擔憂哪個國度凍結你的資產

2.隱秘的買賣 購置東西只需轉賬比特幣,沒人能夠查到你。其中的美好能夠自行想像

3.升值潛力 總量2100W,假如成世界貨幣。價值難以估量。目前比特幣價值:6700美圓 (2020年3月25日數據)

主要價值在上面幾點,曾經是充溢無限想像

5.如何買賣比特幣

能夠在買賣平台買賣,比方上面提到的買賣所。

買賣所分為中心化買賣所,和去中心化買賣所。比照來說中心化買賣所便當很多。事實也是這樣,去中心化買賣所的買賣量很少。

6.關於挖礦

比特幣是由挖礦產生的。但是目前個人電腦想挖礦的話難度真的不是普通的大。由於比特幣全網的運算水準在不時的呈指數級別上漲,單個設備或少量的算力都無法在比特幣網路上獲取到比特幣網路提供的區塊獎勵。在全網算力提升到了一定水平後,過低的獲取獎勵的概率。所以不是說你挖就能挖到的。就比方個人電腦你挖個十天半個月收獲的數量極極大約率還是0.

這里就不得不說一下【礦池】

過低的獲取獎勵的概率,促使一些「bitcointalk」上的極客開發出一種能夠將少量算力兼並結合運作的辦法,運用這種方式樹立的網站便被稱作「礦池」(Mining Pool)。

在此機制中,不管個人礦工所能運用的運算力多寡,只需是透過參加礦池來參與挖礦活動,無論能否有勝利發掘出有效材料塊,皆可經由對礦池的奉獻來取得少量比特幣獎勵,亦即多人協作挖礦,取得的比特幣獎勵也由多人按照奉獻度分享。

所以說過你個人想體驗挖礦的話,參加一個大型礦池是一個十分不錯的主見。

7.各個國度比照特幣的態度

友好的國度:日本,澳大利亞,韓國,新加坡等

日本是第一個使比特幣合法化的國度,並賦予了其法定貨幣位置。

澳大利亞是繼日本之後的第二個比照特幣友好的國度,在2017年宣布比特幣和加密貨幣為法定貨幣。

韓國買賣所也佔比特幣總買賣量的10%以上,世界上吸收比特幣買賣量最大的一些買賣來自韓國,這一事實自身就闡明了該國比照特幣的友好態度。

新加坡的比特幣不被視為貨幣,但被視為商品。因而,需求支付商品及效勞稅。

不友好的國度:中國,孟加拉,卡達等

中國在94的時分取消了一切境內買賣所,並明文制止買賣比特幣行為。

在孟加拉買賣比擬幣的話有可能會被拘捕

卡達,阿富汗這樣是神權國度在宗教上被以為是非法的

8.比特幣的缺陷

1.比特幣系統目前來看曾經相當的強健平安。但是並不是不可竄改的。有數據標明,破費幾十萬美圓購置算力,就可能使比特幣網路的買賣發作竄改。由於比特幣買賣的正確性

是有算力來決議的。假如攻擊方的算力佔領超越50%那麼就有可能竄改相關的轉賬信息。 歷史 上也發作了這樣的事情,固然不是攻擊的比特幣。攻擊的是ETC,但是這也證明了

BTC並不是無懈可擊的系統。

2.比特幣轉賬很慢,假如運用人數少的話能夠很快的轉賬,但是轉賬用戶多了之後會形成網路的阻塞。目前轉賬比特幣的時間是以小時來計算。

3.比特幣的算力如今由少局部人控制。這背叛了中本聰的初衷,少局部控制也就意味著中心化,而中本聰的初衷是去中心化系統。

『陸』 什麼是比特幣網路

比特幣採用了基於互聯網的 P2P (peer-to-peer)網路架構。 P2P 是指位於同一網路中的每台計算機都彼此對等,各個節點共同提供網路服務,不存在「特殊」節點。每個網路節點以「扁平(flat)」的拓撲結構相互連通。在 P2P 網路中不存在任何服務端(server)、中央化的服務、以及層級結構。 P2P 網路的節點之間交互運作、協同處理:每個節點在對外提供服務的同時也使用網路中其他節點所提供的服務。P2P 網路也因此具有可靠性、去中心化,以及開放性。
比特幣所採用的 P2P 網路結構不僅僅是選擇拓撲結構這樣簡單。比特幣被設計為一種點對點的數字現金系統,它的網路架構即是這種核心特性的反映,也是該特性的基石。去中心化控制是設計時的核心原則,它只能通過維持一種扁平化、去中心化的 P2P 共識網路來實現。
比特幣 P2P 網路中的各個節點相互對等,但是根據所提供的功能不同,各個節點的分工也不盡相同。每個比特幣節點都是路由、區塊鏈資料庫、挖礦、錢包服務的功能集合。一個比特幣網路全節點包括四個功能:錢包、礦工、完整區塊鏈、網路路由節點。
一些節點保有一份完整的、最新的區塊鏈拷貝,這樣的節點被稱為「全節點」。全節點能夠獨立自主地校驗所有交易,而不需藉由任何外部參照。另外還有一些節點只保留了區塊鏈的一部分,他們通過一種名為「簡單支付驗證(SPV)」的方式來完成交易驗證。這樣的節點被稱為「SPV節點」,又稱「輕量級節點」。
挖礦節點通過運行在特殊設備硬體設備上的工作量證明(POW)演算法,以相互競爭的方式創建新的區塊。一些挖礦節點同時也是全節點,保有區塊鏈的完整拷貝;還有一些參與礦池挖礦的節點是輕量級節點,它們必須依賴礦池伺服器維護的全節點進行工作。
用戶錢包也可以作為全節點的一部分,這在桌面比特幣客戶端比較常見。當前,越來越多用戶錢包都是SPV節點,尤其是運行於諸如智能手機等資源受限設備上的比特幣錢包應用,而這正變得越來越普遍。

『柒』 比特幣節點是什麼意思 比特幣節點有什麼用 幣報道

比特幣節點就是下載了比特幣客戶端(bitcoin core)的主機。
比特幣節點構成了比特幣網路,成為網路中的一員。能夠與其他節點就是交易,同時驗證網路上的交易(共識機制)。

『捌』 比特幣節點是什麼

那麼在說說節點是什麼?
節點是區塊鏈分布式賬本系統中的網路節點,通過網路連接伺服器、計算機等設備,不同性質的區塊鏈,成為節點的方式也不同,比如,比特幣是參與交易和挖礦,EOS是參與競選成為節點。
下面要說的就是什麼是比特幣全節點。
比特幣全節點就是通過載入比特幣比特幣客戶端(包括 BitcoinUnlimited版和bitcoincore版等), 下載並保全完整區塊鏈數據的節點。
因為區塊鏈交易網路的擁堵,作者通過調整廣播通信、信息加密解密、共識機制、交易驗證機制來解決問題,在整個比特幣的網路中,從礦工到普通用戶都可以看作是比特幣網路中的一個節點,但是因為比特幣具有多中心化的特點,在整個網路中其重要作用的是「比特幣全節點。」

『玖』 比特幣之挖礦與共識(二)

比特幣共識機制的第三步是通過網路中的每個節點獨立校驗每個新區塊。當新區塊在網路中傳播時,每一個節點在將它 轉發到其節點之前,會進行一系列的測試去驗證它。這確保了只有有效的區塊會在網路中傳播。

獨立校驗還確保了誠實 的礦工生成的區塊可以被納入到區塊鏈中,從而獲得獎勵。行為不誠實的礦工所產生的區塊將被拒絕,這不但使他們失 去了獎勵,而且也浪費了本來可以去尋找工作量證明解的機會,因而導致其電費虧損。

當一個節點接收到一個新的區塊,它將對照一個長長的標准清單對該區塊進行驗證,若沒有通過驗證,這個區塊將被拒 絕。這些標准可以在比特幣核心客戶端的CheckBlock函數和CheckBlockHead函數中獲得

它包括:

為什麼礦工不為他們自己記錄一筆交易去獲得數以千計的比特幣?

這 是因為每一個節點根據相同的規則對區塊進行校驗。一個無效的coinbase交易將使整個區塊無效,這將導致該區塊被拒 絕,因此,該交易就不會成為總賬的一部分。礦工們必須構建一個完美的區塊,基於所有節點共享的規則,並且根據正 確工作量證明的解決方案進行挖礦,他們要花費大量的電力挖礦才能做到這一點。如果他們作弊,所有的電力和努力都 會浪費。這就是為什麼獨立校驗是去中心化共識的重要組成部分。

比特幣去中心化的共識機制的最後一步是將區塊集合至有最大工作量證明的鏈中。一旦一個節點驗證了一個新的區塊, 它將嘗試將新的區塊連接到到現存的區塊鏈,將它們組裝起來。

節點維護三種區塊:第一種是連接到主鏈上的,第二種是從主鏈上產生分支的(備用鏈),最後一種是在已知鏈中沒有 找到已知父區塊的。在驗證過程中,一旦發現有不符合標準的地方,驗證就會失敗,這樣區塊會被節點拒絕,所以也不 會加入到任何一條鏈中。

任何時候,主鏈都是累計了最多難度的區塊鏈。在一般情況下,主鏈也是包含最多區塊的那個鏈,除非有兩個等長的鏈 並且其中一個有更多的工作量證明。主鏈也會有一些分支,這些分支中的區塊與主鏈上的區塊互為「兄弟」區塊。這些區 塊是有效的,但不是主鏈的一部分。 保留這些分支的目的是如果在未來的某個時刻它們中的一個延長了並在難度值上超 過了主鏈,那麼後續的區塊就會引用它們。

如果節點收到了一個有效的區塊,而在現有的區塊鏈中卻未找到它的父區塊,那麼這個區塊被認為是「孤塊」。孤塊會被 保存在孤塊池中,直到它們的父區塊被節點收到。一旦收到了父區塊並且將其連接到現有區塊鏈上,節點就會將孤塊從 孤塊池中取出,並且連接到它的父區塊,讓它作為區塊鏈的一部分。當兩個區塊在很短的時間間隔內被挖出來,節點有 可能會以相反的順序接收到它們,這個時候孤塊現象就會出現。

選擇了最大難度的區塊鏈後,所有的節點最終在全網范圍內達成共識。隨著更多的工作量證明被添加到鏈中,鏈的暫時性差異最終會得到解決。挖礦節點通過「投票」來選擇它們想要延長的區塊鏈,當它們挖出一個新塊並且延長了一個鏈, 新塊本身就代表它們的投票。

因為區塊鏈是去中心化的數據結構,所以不同副本之間不能總是保持一致。區塊有可能在不同時間到達不同節點,導致節點有不同的區塊鏈全貌。

解決的辦法是,每一個節點總是選擇並嘗試延長代表累計了最大工作量證明的區塊鏈,也就 是最長的或最大累計工作的鏈(greatest cumulative work chain)。節點通過累加鏈上的每個區塊的工作量,得到建立這個鏈所要付出的工作量證明的總量。只要所有的節點選擇最長累計工作的區塊鏈,整個比特幣網路最終會收斂到一致的狀態。分叉即在不同區塊鏈間發生的臨時差異,當更多的區塊添加到了某個分叉中,這個問題便會迎刃而解。

提示由於全球網路中的傳輸延遲,本節中描述的區塊鏈分叉自動會發生。

然而,倒三角形的區塊不會被丟棄。它被鏈接到星形鏈的父區塊,並形成備用鏈。雖然節點X認為自己已經正確選擇了獲勝鏈,但是它還會保存「丟失」鏈,使得「丟失」鏈如果可能最終「獲勝」,它還具有重新打包的所需的信息。

這是一個鏈的重新共識,因為這些節點被迫修改他們對塊鏈的立場,把自己納入更長的鏈。任何從事延伸星形-倒三角形的礦工現在都將停止這項工作,因為他們的候選人是「孤兒」,因為他們的父母「倒三角形」不再是最長的連鎖。

「倒三角形」內的交易重新插入到內存池中用來包含在下一個塊中,因為它們所在的塊不再位於主鏈中。

整個網路重新回到單一鏈狀態,星形-三角形-菱形,「菱形」成為鏈中的最後一個塊。所有礦工立即開始研究以「菱形」為父區塊的候選塊,以擴展這條星形-三角形-菱形鏈。

從理論上來說,兩個區塊的分叉是有可能的,這種情況發生在因先前分叉而相互對立起來的礦工,又幾乎同時發現了兩個不同區塊的解。

然而,這種情況發生的幾率是很低的。單區塊分叉每周都會發生,而雙塊分叉則非常罕見。比特幣將區塊間隔設計為10分鍾,是在更快速的交易確認和更低的分叉概率間作出的妥協。更短的區塊產生間隔會讓交易清算更快地完成,也會導致更加頻繁地區塊鏈分叉。與之相對地,更長的間隔會減少分叉數量,卻會導致更長的清算時間。

2012年以來,比特幣挖礦發展出一個解決區塊頭基本結構限制的方案。在比特幣的早期,礦工可以通過遍歷隨機數 (Nonce)獲得符合要求的hash來挖出一個塊。

難度增長後,礦工經常在嘗試了40億個值後仍然沒有出塊。然而,這很容 易通過讀取塊的時間戳並計算經過的時間來解決。因為時間戳是區塊頭的一部分,它的變化可以讓礦工用不同的隨機值 再次遍歷。當挖礦硬體的速度達到了4GH/秒,這種方法變得越來越困難,因為隨機數的取值在一秒內就被用盡了。

當出現ASIC礦機並很快達到了TH/秒的hash速率後,挖礦軟體為了找到有效的塊, 需要更多的空間來儲存nonce值 。可以把時間戳延後一點,但將來如果把它移動得太遠,會導致區塊變為無效。

區塊頭需要信息來源的一個新的「變革」。解決方案是使用coinbase交易作為額外的隨機值來源,因為coinbase腳本可以儲存2-100位元組的數據,礦工們開始使用這個空間作為額外隨機值的來源,允許他們去探索一個大得多的區塊頭值范圍來找到有效的塊。這個coinbase交易包含在merkle樹中,這意味著任何coinbase腳本的變化將導致Merkle根的變化。

8個位元組的額外隨機數,加上4個位元組的「標准」隨機數,允許礦工每秒嘗試2^96(8後面跟28個零)種可能性而無需修改時間戳。如果未來礦工穿過了以上所有的可能性,他們還可以通過修改時間戳來解決。同樣,coinbase腳本中也有更多額外的空間可以為將來隨機數的擴展做准備。

比特幣的共識機制指的是,被礦工(或礦池)試圖使用自己的算力實行欺騙或破壞的難度很大,至少理論上是這樣。就像我們前面講的,比特幣的共識機制依賴於這樣一個前提,那就是絕大多數的礦工,出於自己利益最大化的考慮,都會 通過誠實地挖礦來維持整個比特幣系統。然而,當一個或者一群擁有了整個系統中大量算力的礦工出現之後,他們就可以通過攻擊比特幣的共識機制來達到破壞比特幣網路的安全性和可靠性的目的。

值得注意的是,共識攻擊只能影響整個區塊鏈未來的共識,或者說,最多能影響不久的過去幾個區塊的共識(最多影響過去10個塊)。而且隨著時間的推移,整個比特幣塊鏈被篡改的可能性越來越低。

理論上,一個區塊鏈分叉可以變得很長,但實際上,要想實現一個非常長的區塊鏈分叉需要的算力非常非常大,隨著整個比特幣區塊鏈逐漸增長,過去的區塊基本可以認為是無法被分叉篡改的。

同時,共識攻擊也不會影響用戶的私鑰以及加密演算法(ECDSA)。

共識攻擊也 不能從其他的錢包那裡偷到比特幣、不簽名地支付比特幣、重新分配比特幣、改變過去的交易或者改變比特幣持有紀錄。共識攻擊能夠造成的唯一影響是影響最近的區塊(最多10個)並且通過拒絕服務來影響未來區塊的生成。

共識攻擊的一個典型場景就是「51%攻擊」。想像這么一個場景,一群礦工控制了整個比特幣網路51%的算力,他們聯合起來打算攻擊整個比特幣系統。由於這群礦工可以生成絕大多數的塊,他們就可以通過故意製造塊鏈分叉來實現「雙重支 付」或者通過拒絕服務的方式來阻止特定的交易或者攻擊特定的錢包地址。

區塊鏈分叉/雙重支付攻擊指的是攻擊者通過 不承認最近的某個交易,並在這個交易之前重構新的塊,從而生成新的分叉,繼而實現雙重支付。有了充足算力的保證,一個攻擊者可以一次性篡改最近的6個或者更多的區塊,從而使得這些區塊包含的本應無法篡改的交易消失。

值得注意的是,雙重支付只能在攻擊者擁有的錢包所發生的交易上進行,因為只有錢包的擁有者才能生成一個合法的簽名用於雙重支付交易。攻擊者在自己的交易上進行雙重支付攻擊,如果可以通過使交易無效而實現對於不可逆轉的購買行為不予付款, 這種攻擊就是有利可圖的。

攻擊者Mallory在Carol的畫廊買了描繪偉大的中本聰的三聯組畫(The Great Fire),Mallory通過轉賬價值25萬美金的比特幣 與Carol進行交易。在等到一個而不是六個交易確認之後,Carol放心地將這幅組畫包好,交給了Mallory。這時,Mallory 的一個同夥,一個擁有大量算力的礦池的人Paul,在這筆交易寫進區塊鏈的時候,開始了51%攻擊。

首先,Paul利用自己礦池的算力重新計算包含這筆交易的塊,並且在新塊里將原來的交易替換成了另外一筆交易(比如直接轉給了Mallory 的另一個錢包而不是Carol的),從而實現了「雙重支付」。這筆「雙重支付」交易使用了跟原有交易一致的UTXO,但收款人被替換成了Mallory的錢包地址。

然後,Paul利用礦池在偽造的塊的基礎上,又計算出一個更新的塊,這樣,包含這 筆「雙重支付」交易的塊鏈比原有的塊鏈高出了一個塊。到此,高度更高的分叉區塊鏈取代了原有的區塊鏈,「雙重支付」交 易取代了原來給Carol的交易,Carol既沒有收到價值25萬美金的比特幣,原本擁有的三幅價值連城的畫也被Mallory白白 拿走了。

在整個過程中,Paul礦池裡的其他礦工可能自始至終都沒有覺察到這筆「雙重支付」交易有什麼異樣,因為挖礦程序都是自動在運行,並且不會時時監控每一個區塊中的每一筆交易。

為了避免這類攻擊,售賣大宗商品的商家應該在交易得到全網的6個確認之後再交付商品。或者,商家應該使用第三方 的多方簽名的賬戶進行交易,並且也要等到交易賬戶獲得全網多個確認之後再交付商品。一條交易的確認數越多,越難 被攻擊者通過51%攻擊篡改。

對於大宗商品的交易,即使在付款24小時之後再發貨,對買賣雙方來說使用比特幣支付也 是方便並且有效率的。而24小時之後,這筆交易的全網確認數將達到至少144個(能有效降低被51%攻擊的可能性)。

需要注意的是,51%攻擊並不是像它的命名里說的那樣,攻擊者需要至少51%的算力才能發起,實際上,即使其擁有不 到51%的系統算力,依然可以嘗試發起這種攻擊。之所以命名為51%攻擊,只是因為在攻擊者的算力達到51%這個閾值 的時候,其發起的攻擊嘗試幾乎肯定會成功。

本質上來看,共識攻擊,就像是系統中所有礦工的算力被分成了兩組,一 組為誠實算力,一組為攻擊者算力,兩組人都在爭先恐後地計算塊鏈上的新塊,只是攻擊者算力算出來的是精心構造 的、包含或者剔除了某些交易的塊。因此,攻擊者擁有的算力越少,在這場決逐中獲勝的可能性就越小。

從另一個角度 講,一個攻擊者擁有的算力越多,其故意創造的分叉塊鏈就可能越長,可能被篡改的最近的塊或者或者受其控制的未來 的塊就會越多。一些安全研究組織利用統計模型得出的結論是,算力達到全網的30%就足以發動51%攻擊了。全網算力的急劇增長已經使得比特幣系統不再可能被某一個礦工攻擊,因為一個礦工已經不可能占據全網哪怕的1%算 力。

待補充

待補充

『拾』 比特幣交易所是有幾種模式

數字資產玩法眾多,各交易所的模式也是各不相同。目前市場的有幾大主流模式:
1.OTC場外交易
OTC交易系統為數字資產買賣方提供信息發布場所,OTC場外交易於之前櫃台交易模式相識,沒有固定交易場所,沒有固定交易規則,不限定交易形式。
2.幣幣交易
幣幣交易主要是針對數字資產和數字資產之間的交易,以其中一種幣作為計價單位去購買其他幣種 。幣幣交易規則同樣是按照價格優先時間優先順序完成撮合交易。
3.永續合約交易系統
永續合約是期貨合作的衍生品,和期貨一樣,它是合約交易,不是現貨交易,你買入後,不會得到數字資產。數字資產交易平台開發,永續合約交易系統開發
4.數字資產抵押借貸系統
數字資產抵押系統,是一個為全球數字資產玩家提供抵押借貸投資平台,全球玩家都可以在抵押平台上面抵押一定的數字資產。

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