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比特币挖矿实在算什么

发布时间: 2024-09-05 03:32:11

比特币挖矿究竟在计算一个什么问题手动验证区块链给出答案

简单回顾下挖矿的流程。

首先先要对所有的交易做验证,剔除有问题的,然后通过一套自定义的标准来选择哪些交易希望打包进区块,比如说提供的交易费与交易占用的字节大小的比值超过某个门槛,这样的交易才被认为有利可图。当然,节点也可以特意选择要加入某条交易,或者故意忽略某些交易。如果是通过矿池挖矿的话,矿池的服务器会去筛选交易,然后分配给每个参与的矿机一个独立的任务。

一旦筛选好交易数据,层层约减,通过这些交易就可以计算出一棵Merkle树,可以确定一个唯一的摘要,这就是Merkl树的根。

然后我们再依次获取挖矿需要的其他信息,这些信息组成一个区块的头。

区块头的字节分配

区块头只有80个字节,挖矿只需要对区块头进行运算即可。交易数据都通过merkle树固定了下来,不需要再包含进来。

这些信息中大部分已经是固定下来的,或者是可计算的。

我们以区块277316为例,其信息来自网站 http://blockchain.info

Bitcoin Block #277316blockchain.info

选择这个区块的原因是在《Mastering Bitcoin》一书中,中文社区译本和英文原版在介绍这部分内容时有出入,而且作者Antonopoulos并没有提到一个关键点,就是字节顺序的问题,相信很多人可能会踩这个坑。这里还原的细节可以帮助读者与书籍做相互参考。

请大家注意下面的每个步骤,注意每一个变化,这是比特币最核心的算法。

转换时间,记住,一定要转为utc的时间戳,此处遇到过坑,小心。

这一步的发现异常艰辛,耗费了大量的查询,大坑,大坑,谨记。发明人中本聪可能为了让机器计算更快,而变为了更接近机器的编码方式little-endian.

最终得到的结果就是

16进制下前面15个0,然后是1; 而难度目标对应的数字是

16进制下前面15个0,然后是3. 计算结果小于难度目标,符合要求。这个结果与网站上公布的数字一致。

在挖矿时,nonce随机数是未知的,要从0试到2^32,但是这个数字其实不大,只有4294967296,以现在的矿机动辄14T每秒的算力,全部算完到上限也不需要一秒。刚才提到在这种情况下,需要使用创币交易中的附带信息,额外的字符串成为extra nonce。

另外,创世区块也可以通过上面的方法来验证,有好奇的朋友可以尝试下。

提示:

② 比特币挖矿是什么意思

挖矿是增加比特币货币供应的一个过程,同时还保护着比特币系统的安全,防止欺诈交易,矿工们通过为比特币网络提供算力来换取获得比特币奖励的机会。
比特币系统由用户(用户通过密钥控制钱包)、交易(交易都会被广播到整个比特币网络)和矿工(通过竞争计算生成在每个节点达成共识的区块链,区块链是一个分布式的公共权威账簿,包含了比特币网络发生的所有的交易)组成。
挖矿是增加比特币货币供应的一个过程。挖矿同时还保护着比特币系统的安全,防止欺诈交易,避免“双重支付”,“双重支付”是指多次花费同一笔比特币。矿工们通过为比特币网络提供算法来换取获得比特币奖励的机会。 矿工们验证每笔新的交易并把它们记录在总帐簿上。每10分钟就会有一个新的区块被“挖掘”出来,每个区块里包含着从上一个区块产生到目前这段时间内发生的所有交易,这些交易被依次添加到区块链中。我们把包含在区块内且被添加到区块链上的交易称为“确认”交易,交易经过“确认”之后,新的拥有者才能够花费他在交易中得到的比特币。
矿工们在挖矿过程中会得到两种类型的奖励:创建新区块的新币奖励,以及区块中所含交易的交易费。为了得到这些奖励,矿工们争相完成一种基于加密哈希算法的数学难题,也就是利用比特币挖矿机进行哈希算法的计算,这需要强大的计算能力,计算过程多少,计算结果好坏作为矿工的计算工作量的证明,被称为“工作量证明”。该算法的竞争机制以及获胜者有权在区块链上进行交易记录的机制,这二者保障了比特币的安全。
矿工们同时也会获取交易费。每笔交易都可能包含一笔交易费,交易费是每笔交易记录的输入和输出的差额。在挖矿过程中成功“挖出”新区块的矿工可以得到该区块中包含的所有交易“小费”。随着挖矿奖励的递减,以及每个区块中包含的交易数量增加,交易费在矿工收益中所占的比重将会逐渐增加。在2140年之后,所有的矿工收益都将由交易费构成。
挖矿是一种将结算去中心化的过程,每个结算对处理的交易进行验证和结算。挖矿保护了比特币系统的安全,并且实现了在没有中心机构的情况下,也能使整个比特币网络达成共识。 挖矿这个发明使比特币变得很特别,这种去中心化的安全机制是点对点的电子货币的基础。铸造新币的奖励和交易费是一种激励机制,它可以调节矿工行为和网络安全,同时又完成了比特币的货币发行 。

③ 比特币的挖矿到底在计算什么

比特币的挖矿计算其实就是大家一起做数学题,题干是需要被记录的交易,大家通过做题抢夺记账权,抢到的矿工就能获得系统奖励和交易手续费。比特币用的SHA256算法的特点是已知答案验证正确很容易,但是要得到答案非常麻烦,需要一个一个数字去试。最先得到答案的矿工大家就都认可他是抢到了记账权,奖励就归他了。大家继续抢下一题的记账权。简单来说这些计算的意义只在于保证整个系统的稳定安全,并没有更多的意义。

把比特币看作是计算的副产品是不全面的,比特币的产生发行、比特币链上所有的交易流通、比特币系统的稳定性,都是计算的目的,是一体的。当然除了维护这个系统之外,的确并没有产生其他的价值和产物。这也是比特币被指责不环保浪费资源的一个黑点。总的来说,比特币作为一个里程碑式的区块链数字货币,其源于大量的算力投入和用户信任的巨大价值。这一点还是毋庸置疑的。

④ 比特币挖矿的原理是什么

比特币挖矿是利用计算机硬件为比特币网络做数学计算进行交易确认和提高安全性的过程。

⑤ 挖矿到底在计算什么

比特币挖矿到底在计算什么?如何看待比特币挖矿,比特币的挖矿对于不同的矿工而言是一种竞争记账权的合作记账行为,在合作的大框架下有序地竞争。也就是利用电脑硬件计算出比特币的位置并获取的过程称之为挖矿。挖矿既能生产比特币,又能保障交易信息,下面来具体解释挖矿。

比特币在2017年底暴涨至将近20万人民币一枚,不仅火了数字货币行业,更是火爆了区块链行业,正因为如此,很多人想方设法去挖矿,获取比特币来实现自己的财富自己,首先,”比特币“挖矿是怎挖的,比特币是一中虚拟货币,基于区块链技术。如果我们简单地把区块链的区块比作一个个的账本,那么”挖矿“就是“打包”过去十分钟整个区块链网络的交易,把这些交易写入新的区块,那么就“打包”完成,那就是完成了“挖矿”旅搭誉。完成了挖矿之后就获得了系统分发给你的比特币。这就是比特币“挖矿”比较简化的说法,当中的原理和运行还是相当复杂的。

如何分配“打包权”

比特币的价格超过2w元一个,每一次获得“打包权”,完成工作就会获得12.5个比特币(会随时间递减),获利可谓相当丰厚。

天下熙熙皆为利来天下攘攘皆为利往,只要有利润的地方就有人。网络上矿工众多,那么如何确定应该分配给哪个矿工去做这事呢?

比特币的创始人中本聪采用这种方法:采用一种叫“工作证明(Proof Of Work,简称POW)机制,即工作量的证明。

这种方法通常来说只能从结果证明,因为监测工作过程通常是繁琐与低效的。这是用来确认你做过一定量的工作,但是监测工作的整个过程极为低效,而通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量,则是一种非常高效的方式。

我们可以比喻成,要证明您会开车技术好,企业不可能给您几天时间,跟着您在市区上走。但是,你可以提供驾驶证和之前在公交车公司当公交车司机的工作证明, 来说明您得能力。你要获得这个能力需要付出大量的时间和精力,但是企业验证却非常简单。

比特币这种加密系统所使用工作量证明机制的证明是哈希现金,需要算出对应的哈希函数。哈希现金是一种工作量证明机制,它是亚当·贝克在1997年发明的,主要用于抵抗邮件的拒绝服务攻击及垃圾邮件网关滥用。在比特币之前,哈希现金被用于垃圾邮件的过滤,也被微软用于hotmail等产品中。

对于比特币这种加密系统所使用的哈希函数,它需要具备以下的性质:

1. 免碰撞,即不会出现输入x≠y,但是H(x)=H(y)

2. 隐匿性,也就是说,对于一个给定的输出结果H(x),想要逆推出输入x,在计算上是不可能的。

3. 不存在比穷举更好的方法,可以使哈希结果H(x)落在特定的范围。

比特币在区块链的生枝锋成过程中使用了POW机制,一个符合要求的区块哈希函数由N个前导零构成,零的个数取决于网络的拆段难度值。

要得到合理的区块哈希码需要经过大量尝试计算。当某个节点提供出一个合理的区块哈希值,那就是说明该节点确实经过了大量的尝试计算,那么系统就把”打包权“分配给该节点(矿工)

当然这不能得出计算次数的绝对值,因为寻找合理hash是一个概率事件,所以当节点(矿工)拥有占全网n%的算力时,该节点基本上就是有n/100的概率找到区块哈希。那就是意思上说比拼算力。

当能不能记住前面几个0,然后可以使用呢?不能的,因为难度值不一样, 0的数量就不一样。而且要证明的数是一个哈希码,而且需要验证的工作量证明非常庞大,基本上无法造假。只存在一个方法:穷举!

那么意味着,你不仅要算出你的哈希值,还需要对比对不对,如果不对的话继续算。

所以需要大量的显卡进行大量的并行运算,获取哈希值。让我们来看看,矿场是一个怎么样的存在:

这些矿场都是用很贵的显卡来算,他们的算里是人工的N倍。如果单靠人力,算十年都没有它们工作一小时的工作量大。

比特币和传统货币不同,美元和英镑这种法币由央行和金融机构管理,进行转账交易时这些机构也同时参与,而比特币只在分布式账本中进行交易,每一项交易就储存在比特币的全球网络节点中,不可复制,不可篡改。所以每个储存数据的节点都会有相应的奖励,目前已经开采的节点有1700万个,比特币总量只有2100万个,意味着还有400万个比特币待开采。

⑥ 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。

⑦ 比特币挖矿是什么意思

挖比特币又被成为挖矿,从比特币的本质说起,比特币的本质其实就是一堆复杂算法所生成的特解。特解是指方程组所能得到无限个(其实比特币是有限个)解中的一组。而每一个特解都能解开方程并且是唯一的。

以人民币来比喻的话,比特币就是人民币的序列号,你知道了某张钞票上的序列号,你就拥有了这张钞票。而挖矿的过程就是通过庞大的计算量不断的去寻求这个方程组的特解,这个方程组被设计成了只有 2100 万个特解,所以比特币的上限就是 2100 万。

比特币:又称“比特金”,是一种网络虚拟货币,网民可以使用比特币购买一些虚拟物品,比如网络游戏当中的衣服、帽子、装备等,网民之间也有用来购买现实物品的情况。

(7)比特币挖矿实在算什么扩展阅读:

缺点

一、交易平台的脆弱性。比特币网络很健壮,但比特币交易平台很脆弱。交易平台通常是一个网站,而网站会遭到黑客攻击,或者遭到主管部门的关闭。

二、交易确认时间长。比特币钱包初次安装时,会消耗大量时间下载历史交易数据块。而比特币交易时,为了确认数据准确性,会消耗一些时间,与p2p网络进行交互,得到全网确认后,交易才算完成。

三、价格波动极大。由于大量炒家介入,导致比特币兑换现金的价格如过山车一般起伏。使得比特币更适合投机,而不是匿名交易。

四、大众对原理不理解,以及传统金融从业人员的抵制。活跃网民了解p2p网络的原理,知道比特币无法人为操纵和控制。但大众并不理解,很多人甚至无法分清比特币和Q币的区别。“没有发行者”是比特币的优点,但在传统金融从业人员看来,“没有发行者”的货币毫无价值。

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