区块链与比特币(下)

这样一来,相当于每找到一个奥数,可以获得14.5比特币嘉奖,依照本文写作时的比特币市场价,相当于12万美元。此时,所有的节点会暂时保存两个新区块,并且把区块链做一个临时的分叉,如下图所示:接下来,比特币网络中必定又会有其中一个节点(矿机)抢到了记账权,这时该节点就会将生成的最新区块接到其中的一个分支上,那到底是接到新区块1,还是新区块2上呢?体系规矩是:这个节点先收到哪个区块,就接到哪个区块上,同时废弃另一个区块,然后全网广播,如下图所示:比特币网络上的所有节点在收到最新的区块链后,只要发明其中一个分支比另外一个分支多两个区块了,就立即也废弃那个短的分支。我们来算一下要满足这个要求的概率是多大。因为二进制数,每一位只有两种可能性,0或者1,所以,凑出一个奥数的可能性是2的72次方分之一,也就是:1/4722366482869645213696这个数字已经长到看花眼了吧,它大约就是4.7万亿亿分之一。下面讲授区块的具体规矩。听到这个你可能会有点儿糊涂,刚才不是还说小额交易一般只要三个新区块发生就够了吗?怎么确认时光反而会更长呢?比特币网络刚刚出生的头几年,确切不会涌现这样的怪事,但是这几年随着交易量的猛增,就会涌现这种怪事了。依据我们前面控制的比特币知识,50个比特币,相当于找到了4个奥数,抢到了4次记账权。这是因为,交易手续费除了勉励矿工挖矿,还有一个非常主要的功效,就是防止有人恶意宣布大批的小额交易造成信息拥堵。在充足的市场竞争下,涌现这种暴利的可能性很低。回想一下我们前面介绍过的数字指纹的知识。为什么要叫“区块链”?因为中本聪把这个账本设计成了由一个个“信息包”首尾相连而成的长链,每一个信息包被称为一个“区块”,这些区块每一个都有唯一的编号——在比特币体系中,编号被称为高度(height),这些编号就是自然数1、2、3、4……一直往下排,不许可跳跃,也不许可中止和反复。但请记住:比特币不是区块链,它只是区块链技巧的一个具体应用。因为SHA算出来的指纹是毫无规律可循的一组数字,所以,想要满足中本聪的这个变态规定,唯一的方法就只能凭运气凑奥数,从0开端不断地去尝试,直到满足要求为止。总之,比特币网络永远只承认更长的那条分支。这样就会导致不同电脑上的记载不同步,到底以谁的电脑记载为准呢?第二个问题:如何防止同一个比特币被反复应用?假如有一个黑客,他只有一个比特币,但是他却同时把这个比特币付给A和B(虽然理论上无法真正同时,但可以做到间隔时光极短),于是就会在网络上广播两条信息,一条是支付给A的信息,一条是支付给B的信息,因为网速的关系,必定有的电脑先收到信息1,有的电脑先收到信息2,这就发生了抵触,如何肯定哪一条信息是有效的呢?为解决上面这两个难题,区块链技巧横空降生。前面说过,每个区块发生的平均时光是10分钟,也就意味着,一笔大额交易须要一个小时左右能力确认交易胜利。因为有了这个临时分叉的规矩,所以,比特币玩家在完成一笔交易后,不能立即以为这笔交易是胜利的,有可能会被撤消,必需等到必定数目标新区块生成后,如果交易依然没有被撤消,这能力放心肠以为交易胜利了。给你看看人家专业的矿场是怎样的:一个大型比特币矿场。最奇妙的是,奥数并不是某一个方程的解,解出一个少一个,因为每一个区块的字符串都不同,所以,每一次寻找奥数都须要从0开端,任何一个数字都有可能成为新的奥数,完整没有规律可循。由于比特币的价钱和全网算力的波动很大,所以投资比特币矿场很难做长期预测,不肯定因素太多。挖矿的电脑就叫“矿机”,一个装满矿机的房间当然就可以叫“矿场”了,矿场的主人就是“矿主”,他们是比特币江湖中的弄潮儿。我在《看看新闻》2017年6月17日的一则新闻中看到,记者采访了一个位于中国四川的矿场,依据报道,这个矿场有5000多台矿机,属于小范围,平均每天耗电超过20万度,当地的电价是每度3毛,一天光是电费就6万多元,平均每天可以挖出大约50个比特币,一年左右回本,之后能做到20%左右的利润。中本聪的论文真正在全世界掀起大风大浪,不是因为上一节介绍的比特币根本工作原理——数字指纹和非对称加密都是成熟的技巧,真正让他一战成名的是区块链技巧。个人电脑的运算速度大约是每秒可以进行60万次SHA盘算,也就意味着,一台个人电脑平均须要花一千万年才有可能凑出一个奥数。换句话说,就是平均要进行4.7万亿亿次SHA盘算,才可能得到一个奥数,可见每一个奥数的金贵。我们可以算算,这个量大概是一个怎样的交易频率,每个区块的平均发生时光是10分钟,也就意味着,平均每秒钟的交易量如果超过7条,那么就必定会涌现排队期待打包的交易记载了。寻找奥数就是抢记账权,抢记账权也就是挖比特币。学习知识,我以为最佳的方法就是带着问题学习,在学习进程中,先控制知识的主干,如果还有兴致,再去。一般来说,大额交易优先打包,小额交易中手续费越高的交易越优先打包,打包规矩矿工有必定的自主权。中本聪规定:这个新区块的数字指纹(一个256位的二进制数)的前72位必需全体为0。在这个区块上,包括的主要信息是:区块高度:0TheTimes03/Jan/2009Chancelloronbrinkofsecondbailoutforbanks(译文:《泰晤士报》2009年1月3日头版文章题目:财政大臣面临第二次为银行供给紧迫救助的窘境)“某账号”获得50比特币嘉奖中间那段话是中本聪刻在第一个区块上的纪念,从第二个区块开端,以后每个区块就必需严厉依照比特币体系的规矩来创立了。但是,我须要给你说明一下挖矿的难度,让你消除去挖矿的激动。到这里,有关区块链的核心原理就讲完了,症结要记住,中本聪应用区块链技巧,奇妙地解决了账本同步和信息不反复的问题,这就使得去中心化账本的幻想最终得以实现。那么,为什么要花时光找奥数,去给账本记账呢?因为利益实在太大了。首页消息视频直播财经娱乐体育时尚汽车房产科技读书文化历史军事旅游佛教国学更多数码健康家居彩票公益酒业财经财经滚动新闻正文区块链与比特币(下)2019年11月01日17:50:00起源:澎湃新闻网比特币原理深刻区块链技巧本文图片均来自“读库”微信大众,号到此为止,我们去中心化账本的幻想只实现了一半,并没完整实现,为什么呢?因为还有两个重大的问题没有解决。所以,不是记者搞错了,就是被采访对象吹牛不打草稿。中本聪当初设计比特币体系时,规定了每一个区块最大只能是1MB,一条交易记载大概是0.25KB,那么一个区块最多可以储存4000多条交易记载,如果在一个新区块发生的时段中,发生的交易要求超过4000条,那就肯定存不下了。交易额越小反而费率越高。这是一个纯洁的概率问题。那到底要等到多少个新区块发生能力放心呢?依照概率来说的话,小额交易有三个新区块发生就够了,但是大额交易的话,为了更保险,一般以为等到六个新区块发生,就足以放心了。但是小额交易确认的时光往往会更长,甚至长达好几天。大范围的矿场据说有几万甚至几十万台矿机同时运行。让我一步步为你揭开区块链技巧的面纱。到底什么是区块链?它怎样奇妙地解决了账本同步和信息不反复的问题呢?中本聪的总体思路是这样的:比特币网络中的所有电脑都只认可唯一的一个账本,任何一台电脑在接入比特币网络时,首先要同步这个唯一的账本,任何一台电脑想要往这个账本上写入新的信息,必需完成一套繁琐的“手续”,这套手续庞杂到几乎不太可能被同时完成两次,即便真的发生了偶合,被同时完成了两次甚至多次,也有一个规矩可以判定哪条信息是合法的,哪条信息该被摈弃。第一个区块当然是由区块链的创造人中本聪亲自创立的,那是北京时光2009年1月4日,在芬兰赫尔辛基的一台小型服务器上,第一个区块出生了,这也被称作“创世区块”(genesisblock)。这是因为总会有极小的概率两台矿机恰好同时(只要在网络上所有在线的节点没有完成区块链同步之前都可以算同时)找到奥数,也就意味着同时抢到了记账权。区块的规矩有(至少包括以下信息):前一个区块的数字指纹+固定信息+收到的交易记载+一个随机数区块链的一个奇妙之处在于尾巴上加的这个随机数(nonce),因为它实在太奇妙,让我等凡夫俗子只能大呼过瘾,所以后面我就把它称为“奥数”,以便利讲授。比特币交易手续费的规矩比拟庞杂,不同的矿工收的还不一样,不是三言两语能说清,但有一点可能会让你觉得诧异,越是大额的交易反而收费越低,甚至免费。你可能会想,那如果小概率事件再次发生,在区块链第一次分叉后,又是同时发生了两个新区块,而恰好两个新区块发生在两个不同的分支上,这时候,其他节点收到的区块链还是两个一样长的分支,那怎么办?很好办,还是同样的规矩,只要分支一样长就暂时保存,直到涌现两个分支不一样长时,就废弃短于两个区块的,保存长的。当然,这是一种概率盘算,我不能从理论上消除某人的人品超新星爆发,只算一次奥数就中了4.7万亿亿分之一概率的奖。正因为奥数太难找,每个区块平均要10分钟能力生成一个,所以就能根本解决本节开头提出的第一个问题“如何同步账本”,只要有个三四分钟的时光,足以让所有在线的电脑同步到这个区块了,那些不在线的电脑或者第一次运行客户端的电脑,上线以后必需先做一件事情,就是从相邻的节点上获取最新的账本。因为矿机实在太多了,这样的小概率事件时不时也会发生一次,同时抢到记账权的矿机都能将自己生成的新区块广播到比特币网络中。那个被废弃的分支中所有交易和比特币嘉奖都会被判定为无效。遇到这种情形,比特币体系怎么处置呢?在这种情形下,相当于网络上的其他节点收到了两个合法的新区块,因为网络节点的地区散布不同,所以,不同的节点收到这两个新区块的先后顺序就会不同。因此,寻找奥数也被形象地称为“挖矿”。一旦胜利找到一个奥数,就获得了一次记账权利,可以给账本上新增长一个区块。比特币体系规定,每胜利增长一个区块,这台记账的电脑(实际上是某个账号)就能获得12.5个比特币的嘉奖(截止到本文写作时的奖金额),以及这个区块中所有交易的手续费,总额取决于交易频繁水平(平均约2比特币)。但我还是想劝你不要信任自己有那个命。第一个问题:账本同步问题。你可能想问:为什么会不打包?难道体系规矩还许可不打包吗?打包胜利了不是还要给矿工交税吗?矿工好不容易抢到一次记账权,怎么会有钱不赚呢?是的,许可不打包。这么丰富的嘉奖,自然就会吸引大批的电脑去掠夺记账权。当然,这个10分钟是平均数,快一点的话三四分钟生成一个区块,慢一点的话15分钟左右。为什么?先回想一下每个区块的规矩:前一个区块的数字指纹+固定信息+收到的交易记载+奥数你的交易记载要被写到区块链上,有一个前提:矿工将你的这笔交易记载打包到这个区块上。现在,比特币交易滞留是非常广泛的现象,很多小额交易甚至等上好几天都确认不了,因此,很多人不惜附加很高的交易手续费来让矿工提前替他们打包。这一秒钟七笔交易对于全球来说,实在是太不够用了。这个交易频率实在很低,要知道支付宝一秒钟大约要处置上万笔交易。比特币网络中有那么多台电脑,一条交易信息发送出来的时候,当然不可能所有的电脑都开机,必定有一些处于离线状况,开了电脑也未必开着比特币客户端,所以总有一些电脑无法立刻收到这条信息。原因不是矿工不想赚钱,而是“不可抗力”,症结问题是每一个区块许可存储的数据量有限。不过我觉得这个报道中的数据前后抵触,便查了一下,当时比特币的市场价是大约每个2500美元,美元兑人民币的汇率大约是6.8,所以,每天的收入大约是85万人民币,一年的收入大约3.1亿元,一台矿机的成本均价在一万到两万元,矿场的矿机总成本是5000万到1亿元,即使算上电费等,一年起码有两亿的利润。目前,全部比特币网络的所有矿机,加起来的总算力能到达的水平,大约平均每10分钟可以找到一个奥数,也就意味着平均每10分钟生成一个新的区块。请注意,我用了“根本解决”这个词,也就意味着,并没有完整解决“账本同步”的问题。


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