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比特币挖矿到底在计算什么?

admin 2018-06-02


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”。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。


比特币的价格超过5w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。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。

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