比特币重复计算
㈠ 矿卡是什么意思
矿卡是专门用来做通算以赚取网络货币“比特币”的显卡。用特定程序可以生产比特币，可以卖给有需要的人就能兑换现实货币，简称挖矿。
因为挖矿程序需要大量重复计算，所以显卡常年满负荷运行，对显卡的使用率较高更容易出现故障。
(1)比特币重复计算扩展阅读
关于显卡挖矿
比特币为一种虚拟的货币，比特币挖矿制度为通过计算机硬件为比特币网络开展数学运算的过程，提供服务的矿工可以得到一笔报酬，因为网络报酬依据矿工完成的任务来计算，为此挖矿的竞争十分激烈。比特币挖矿开始于CPU
或者GPU
这种低成本的硬件，不过随着比特币的流行，挖矿的过程出现较大变化。如今，挖矿活动转移到现场可编程门阵列上来，通过优化可以实现哈希速度，这种模式的挖矿效率非常高。
㈡ 〈挖矿系列3〉比特币矿机发展史
比特币从发明诞生出来后，比特币挖矿主要经历了3个阶段（现在的矿池是挖矿的方式，非矿机技术）
CPU→GPU→ASIC专业矿机
一、CPU挖矿
说起CPU挖矿，谁是第一个呢？前面文章也说了，就是比特币的发明者中本聪（无明确的证据，按逻辑应该是正确的）。
CPU挖矿是第一代的挖矿。2009年1月3日，比特币创始人中本聪用电脑CPU挖出了第一批比特币，挖出了第一个创始区块，区块里包含50个比特币。
随后一些极客、程序员、游戏挖机纷纷加入CPU挖矿，但当时的CPU挖矿，仅仅是一种尝试和好玩，并没有现在的商业化。
二、GPU挖矿
GPU（图形处理单元，即显卡）挖矿是第二代的挖矿。
从CPU换到GPU挖矿，是因为CPU中央处理器是通用性计算单元，里面设计了计算机很多的分析处理需求，其综合能力强但单项能力较弱，而比特币的SHA256 hash运算，是非常单一的无脑重复计算，而且CPU的并行运算能力不强，后来，有人发现GPU的高吞吐率和高并行处理能力，其运算效率比CPU高10倍以上，并且GPU可以超频使用以提升性能，适用于大规模的并发运算，比如密码破解，于是人们纷纷转向GPU挖矿。
大家肯定都听说过比特币历史上最贵的吃货、比特币Pizza的故事了。没错，这个人叫Laszlo Hanyecz，他是个程序员，他在2010年5月22日，用1万枚比特币购买了两个披萨，当时这两个披萨只值不到50美元，但是这一万枚比特币拿到现在值几个亿了。
大家都在说Laszlo Hanyecz肯定肠子都悔青了，但是也未必，因为Laszlo Hanyecz是第一个使用GPU挖比特币的人，他挖到了非常多的比特币，当时的1万枚可能只是九牛一毛了。
图片来源于网上
但是GPU也存在缺陷，就是原本是做图像处理的，内置的这些硬件非常好电，散热也是个问题。
三、ASIC专业矿机挖矿
ASIC专业矿机是属于第三代的挖矿。
ASIC是Application Specific Integrated Circuit的缩写，是一种专门为某种特定用途设计的电子电路（芯片）。用于挖矿的芯片，就是矿机ASIC芯片了。因为被设计为只进行某一挖矿需要的特定算法，所以ASIC芯片的设计可以简单的多，成本也低的多。不过最重要的是，就挖矿算力来说，ASIC可以比同时代的CPU、GPU高出几万倍甚至更多。
ASIC矿机的出现，是随着参与挖矿的人越来越多，算力不段上升，而GPU的算力也达到了极限，为了突破这个局限，就有人开始研发专门的矿机。
世界上第一台ASIC芯片的矿机是谁发明的呢？对，就是人称“南瓜张”的张楠赓的阿瓦隆矿机。
矿机的芯片，需要非常强的研发技术实力，比如通讯领域，最强的芯片研发企业是高通、华为海思，因此矿机的芯片研发是一场高科技的竞赛，最早的矿机厂商有龙矿矿机、闪电矿机、瑞典的KNC Minner，都已经从市场上消失，现在市场上最大的矿机厂商包括比特币大陆（蚂蚁矿机）、嘉楠耘智（阿瓦隆矿机）、Bitfury、Watts Miners等，
现在最火爆的矿机当属比特大陆的蚂蚁系列了，后续再详细介绍如何挑选和购买矿机。
本文只简单结束了比特币矿机从CPU、GPU到ASIC的技术发展历程，而现在的ASIC矿机尤其比特币大陆的矿机占据了市场70%以上的算力和市场份额，被质疑为“算力霸权”和跟“去中心化”违背，潜在的“51%”攻击和不公平等。而现在的矿机已经是一条完整的产业链，无论如何发展，也是基于市场和追求利益的行为。后续继续分析。
㈢ 比特币挖矿到底在计算什么
要知道挖矿到底在计算什么，首先得知道比特币的本质及产生的过程。比特币是基于网络的电子货币，实际是互联网的一串代码，依靠算法计算得出。挖矿是完成算法的过程，也是生产比特币的唯一方式。而且由于算法规定，比特币目前只有2100万个。
1、挖矿既能生产比特币，又能保障交易信息
类似于，一个数学系统包含2100万个数学题，需要通过庞大的计算量不断的去寻求这个每个数学题的特解。另外，特解是唯一的。
下面来具体解释挖矿，从作用来说，挖矿不仅可以增加比特币货币供应，而且还可以保护比特币交易安全、防止欺诈交易。从过程来说，比特币网络是一个点对点的支付系统，任何人都可以通过交易程序进行交易。
为了确保交易过程被如实记录，就需要“矿工”这个角色来负责记录比特币交易信息，这个时间间隔是10分钟，矿工中记账最好的交易记录就会被打包存储到一个新的区块中，相应的矿工也会得到一定数量的比特币奖励。
2、挖矿过程极其复杂，非人力所能为
具体的流程如下，当某一个矿工监听到这笔交易时，首先会对交易信息进行验证。通过验证的交易则会被矿工记录下来，保存在自己的数据库里面。全世界可能有成千上万个矿工在进行同一件事，但在每十分钟内，只有一个矿工有权创建新的区块，使自己记录的交易信息被大家所承认并永久地存储下来。
接下来，矿工们就需要争夺记账权，这是一场算力竞赛的比拼，其核心是用计算机完成大量的计算任务，找到一个超难的随机数，这个随机数就是第一段所说的方程特解，最先算出正确随机数的矿工胜出。根据游戏规律，一个矿工获得记账权的几率与其算力占全网算力之和的比例成正比。换句话说，找到该随机数的概率相当于将一亿个骰子扔出，最后骰子总和小于1亿零50。因此，挖矿需要大量的计算机，安装特定的算法软件，日夜重复运行，非人力所能为。
3、比特币挖矿其实就是“村民记账”
可能还是有网友不懂，那就举个例子。在一个村里，村民之间经常会发生借款行为，哪怕写了字据也有违约的风险。那么，在每次村里有借款行为发生的时候，就用村里的大喇叭告知大家，所有的村民（矿工）就在自己的账簿里记下所有交易记录。
㈣ 姣旂壒甯佹渶鍩烘湰鐨勭敓浜ц繃绋嬫槸浠涔
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㈤ 随机生成的比特币地址会重复吗
不会的，总会有那个几个数字或者字母是不一样的。因为一旦有重复的现象发生，市场可能会出现混乱，创造者当初应该也会想到一旦发生这种情况将会导致什么样的后果，因此个人觉得是不会有重复得到。
㈥ 比特币机制研究
现今世界的电子支付系统已经十分发达，我们平时的各种消费基本上在支付宝和微信上都可以轻松解决。但是无论是支付宝、微信，其实本质上都依赖于一个中心化的金融系统，即使在大多数情况这个系统运行得很好，但是由于信任模型的存在，还是会存在着仲裁纠纷，有仲裁纠纷就意味着不存在 不可撤销的交易 ，这样对于 不可撤销的服务 来说，一定比例的欺诈是不可避免的。在比特币出来之前，不存在一个 不引入中心化的可信任方 就能解决在通信通道上支付的方案。
比特币的强大之处就在于：它是一个基于密码学原理而不是依赖于中心化机构的电子支付系统，它能够允许任何有交易意愿的双方能直接交易而不需要一个可信任的第三方。交易在数学计算上的不可撤销将保护 提供不可撤销服务 的商家不被欺诈，而用来保护买家的 程序化合约机制 也比较容易实现。
假设网络中有A, B ,C三个人。
A付给B 1比特币 ，B付给C 2比特币 ，C付给A 3比特币 。
如下图所示：
为了刺激比特币系统中的用户进行记账，记账是有奖励的。奖励来源主要有两方面：
比特币中每一笔交易都会有手续费，手续费会给记账者
记账会有打包区块的奖励，中本聪在08年设计的方案是： 每10分钟打一个包，每打一个包奖励50个比特币，每4年单次打包的奖励数减半，即4年后每打一个包奖励25个比特币，再过四年后就奖励12.5个比特币... 这样我们其实可以算出比特币的总量：
要说明打包的记录以谁为准的问题，我们需要引入一个知名的 拜占庭将军问题 （Byzantine failures）。拜占庭将军问题是由莱斯利·兰伯特提出的点对点通信中的基本问题。含义是在存在消息丢失的不可靠信道上试图通过消息传递的方式达到一致性是不可能的。
假设有9个互相远离的将军包围了拜占庭帝国，除非有5个及以上的将军一起攻打，拜占庭帝国才能被打下来。而这9个将军之间是互不信任的，他们并不知道这其中是否有叛徒，那么如何通过远距离协商来让他们赢取战斗呢？
口头协议有3个默认规则：
1.每个信息都能够被准确接收
2.接收者知道是谁发送给他的
3.谁没有发送消息大家都知道
4.接受者不知道转发信息的转发者是谁
将军们遵循口头规则的话，那就是下面的场景：将军1对其他8个将军发送了信息，然后将军2~9将消息进行转达（广播），每个将军都是消息的接受者和转发者，这样一轮下来，总共就会有9×8=72次发送。这样将军就可以根据自己手中的信息，选择多数人的投票结果行动即可，这个时候即便有间谍，因为少数服从多数的原则，只要大部分将军同意攻打拜占庭，自己就去行动。
这个方案有很多缺点：
1.首先是发送量大，9个将军之间要发送72次，随着节点数的增加，工作量呈现几何增长。
2.再者是无法找出谁是叛徒，因为是口头协议，接受者不知道转发信息的转发者是谁，每个将军手里的数据仅仅只是一个数量的对比：
这里我们假设有3个叛徒，在一种最极端的情况下即叛徒转发信息时总是篡改为“不进攻”，那么我们最坏的结果就如上图所示。将军1根据手里的信息可以推出要进攻的结论，却无法获知将军里面谁是叛徒。
这样我们就有了方案二：书面协议。
书面协议即将军在接受到信息后可以进行签字，并且大家都能够识别出这个签字是否是本人，换种说法就是如果有人篡改签字大家可以知道。书面协议相对比口头协议就是增加了一个认证机制，所有的消息都有记录。一旦发现有人所给出的信息不一致，就是追查间谍。
有了书面协议，那么将军1手里的信息就是这样的：
可以很明显得看出，在最坏的一种情况——叛徒总是转发“不进攻”的消息之下，将军7、8、9是团队里的叛徒。
这个方案解决了口头协议里历史信息不可追溯的问题，但是在发送量方面并没有做到任何改进。
在我们的示例中，比特币系统里的每个用户发起了一笔交易，都会通过自己的私钥进行签名，用数学公式表示就是：
所以之前的区块就变成了这样：
这样每一笔交易都由交易发起者通过私钥进行数字签名，由于私钥是不公开的，所以交易信息也就无法被伪造了。
如书面协议末尾所说的那样，书面协议未能解决信息交流过多的问题。当比特币系统中存在上千万节点的时候，如果要互相广播验证，请求响应的次数那将是一个非常庞大的数字，显然势必会造成网络拥堵、节点处理变慢。为了解决这个问题，中本聪干脆让整个10分钟出一个区块，这个区块由谁来打包发出呢？这里就采用了工作量证明机制(PoW)。工作量证明，说白了就是解一个数学题，谁先解出来数学题，谁就能有打包区块的权力。换在拜占庭将军的例子中就是，谁先做出数学题，谁就成为将军们里面的总司令，其他将军听从他发号的命令。
首先，矿工会将区块头所占用的128字节的字符串进行两次sha256求值，即：
这样求得一个值Hash，将其与目标值相比对，如果符合条件，则视为工作量证明成功。
工作量证明成功的条件写在了区块链头部的 难度数 字段，它要求了最后进行两次sha256运算的Hash值必须小于定下的目标值；如果不是的话，那就改变区块头的 随机数 （nonce），通过一次次地重复计算检验，直到符合条件为止。
此外， 比特币有自己的一套难度控制系统，使得比特币系统要在全网不同的算力条件下，都保持10分钟生成一个区块的速率。这也就意味着：难度值必须根据全网算力的变化进行调整。难度调整的策略是由最新2016个区块的花费时长与期望时长（期望时长为20160分钟即两周，是按每10分钟一个区块的产生速率计算出的总时长）比较得出的，根据实际时长与期望时长的比值，进行相应调整（或变难或变易）。也就是说，如果区块产生的速率比10分钟快则增加难度，比10分钟慢则降低难度。
PoW其实在比特币中是做了以下的三件事情。
这样可以防止一台高性能机器同时跑上万个节点，因为每完成一个工作都要有足够的算力。
有经济奖励就会加速整个系统的去中心化，也鼓励大家不要去作恶，要积极地按照协议本来的执行方式去执行。(所以说，无币区块链其实是不可行的，无币区块链一定导致中心化。)
也就是说，每个节点都不能以自身硬件条件去控制出快速度。现在的比特币上平均10分钟出一个块，性能再好的机器也无法打破这个规则，这就能够保证 区块链是可以收敛到共同的主链上的 ，也就是我们所说的共识。
综上，共识只是PoW三个作用中的一点，事实上PoW设计的作用有点至少有这么三种。
默克尔树的概念其实很简单，如图所示
这样，我们区块的结构就大致完整了，这里分成了区块头和区块体两部分。
区块链的每个节点，都保存着区块链从创世到现在的每一区块，即每一笔交易都被保存在节点上，现在已经有几百个GB了。
每当比特币系统中有一笔新的交易生成，就会将新交易广播到所有的节点。每个节点都把新交易收集起来，并生成对应的默克尔根，拼接完区块头后，就开始调整区块头里的随机数值，然后就开始算数学题
将算出的result和网络中的目标值进行比对，如果是结果是小于的话，就全网广播答案。其他矿工收到了这个信息后，就会立马放下手里的运算，开始下一个区块的计算。
举个例子，当前A节点在挖38936个区块，A挖矿节点一旦完成计算，立刻将这个区块发给它的所有相邻节点。这些节点在接收并验证这个新区块后，也会继续传播此区块。当这个新区块在网络中扩散时，每个节点都会将它作为第38936个区块(前一个区块为38935)加到自身节点的区块链副本中。当挖矿节点收到并验证了这个新区块后，它们会放弃之前对构建这个相同高度区块的计算，并立即开始计算区块链中下一个区块的工作。
整个流程就像下一张图所展示的这样：
简单来说，双花问题是一笔钱重复花了两次。具体来讲，双花问题可分为两种情况：
1.同一笔钱被多次使用；
2.一笔钱只被使用过一次，但是通过黑客攻击或造假等方式，将这笔钱复制了一份，再次使用。
在我们生活的数字系统中，由于数据的可复制性，使得系统可能存在同一笔数字资产因不当操作被重复使用的情况，为了解决双花问题，日常生活中是依赖于第三方的信任机构的。这类机构对数据进行中心化管理，并通过实时修改账户余额的方法来防止双重支付的出现。而作为去中心化的点对点价值传输系统，比特币通过UTXO、时间戳等技术的整合来解决双花问题。
UTXO的英文全称是 unspent transaction outputs ，意为 未使用的交易输出 。UTXO是一种有别于传统记账方式的新的记账模型。
银行里传统的记账方式是基于账户的，主要是记录某个用户的账户余额。而UTXO的交易方式，是基于交易本身的，甚至没有账户的概念。在UTXO的记账机制里，除了货币发行外，所有的资金来源都必须来自于前面某一个或几个交易。任何一笔的交易总量必须等于交易输出总量。UTXO的记账机制使得比特币网络中的每一笔转账，都能够追溯到它前面一笔交易。
比特币的挖矿节点获得新区块的挖矿奖励，比如 12.5 个比特币，这时，它的钱包地址得到的就是一个 UTXO，即这个新区块的币基交易（也称创币交易）的输出。币基交易是一个特殊的交易，它没有输入，只有输出。
当甲要把一笔比特币转给乙时，这个过程是把甲的钱包地址中之前的一个 UTXO，用私钥进行签名，发送到乙的地址。这个过程是一个新的交易，而乙得到的是一个新的 UTXO。
这就是为什么有人说在这个世界上根本没有比特币，只有 UTXO，你的地址中的比特币是指没花掉的交易输出。
以Alice向Bob进行转账的过程举例的话：
UTXO 与我们熟悉的账户概念的差别很大。我们日常接触最多的是账户，比如，我在银行开设一个账户，账户里的余额就是我的钱。
但在比特币网络中没有账户的概念，你可以有多个钱包地址，每个钱包地址中都有着多个 UTXO，你的钱是所有这些地址中的 UTXO 加起来的总和。
中本聪发明比特币的目标是创建一个点对点的电子现金，UTXO 的设计正可以看成是借鉴了现金的思路：我们可能在这个口袋里装点现金，在那个柜子角落里放点现金，在这种情况下不存在一个账户，你放在各处的现金加起来就是你所有的钱。
采用 UTXO 设计还有一个技术上的理由，这种特别的数据结构可以让双重花费更容易验证。对比一下：
㈦ 挖比特币为什么用显卡 不用CPU
比特币早期通过CPU来获取，由于工作方式不同。CPU主要是做全功能的运算核心数量少运算能力有限（GPU是非常多的运算核心进行专项运算）。随着GPU通用计算的优势不断显现以及GPU速度的不断发展，矿工们逐渐开始使用GPU取代CPU进行挖矿。比特币挖矿采用的是SHA-256哈希值运算，这种算法会进行大量的32位整数循环右移运算。有趣的是，这种算法操作在AMD GPU里可以通过单一硬件指令实现，而在NVIDIA GPU里则需要三次硬件指令来模拟，仅这一条就为AMD GPU带来额外的1.7倍的运算效率优势。凭借这种优势，AMD GPU因此深受广大矿工青睐。目前已经离开GPU运算了。逐渐转变为专用芯片运算，目前矿工们已经开始普遍使用集成电路（ASIC）矿机，这类矿机虽然仅可用于挖比特币，别的币种尚无法使用，但单台矿机便可达到百万兆的级别，尤其受到四川、贵州等地区的矿场老板的钟爱。成千上万台专业矿机马力全开，散户们在这么强大的算力面前，抢到比特币的可能微乎其微。
㈧ 比特币是一段算法，如果两个人同时算出来了，那一个比特币就变成两个了吗
如果是两个人同时算出来比特币，那这个游戏会继续下去，直到分出胜负，比特币归胜利一方。
打个比方说。
拳手A和拳手B在争夺冠军奖牌，奖牌（比特币）只有一个，只能归胜利的一方。
在战斗过程中可能会出现平局，那就再开始下一局比拼，如果还是平局，就再打一局，如果一直平局就一直打下去，直到一方胜利，他就可以获得奖牌（比特币）。失败一方之前所做的所有努力等于都是无用功了。
比特币的计算过程非常的复杂，所以同时计算到比特币的可能非常小，但不是没有，如果出现的话就会产生区块分叉，保留2个区块分叉，（没有产生比特币）但继续比拼下一次计算，如果一方先算出区块，就会舍弃掉短的分叉区块。长的区块就会产生比特币了。
㈨ 比特币挖矿到底是在计算什么
专业的说，是在算哈希值SHA-256。如果不懂计算机的话，简单地说，就是算一些没有意义的随机数，谁的随机数被比特币区块链接受了，谁就有钱拿。所以比特币计算除了赚钱之外，其实并没有任何实际作用。如果这些算力用来做科学计算，真的可以做很多事情，但是没办法，谁让比特币赚钱啊