工作证明与挖矿

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4 04, 2018

算力巨头

作者:| 2018-04-04T08:14:44+00:00 四月 4th, 2018|工作证明与挖矿, 比特币技术进阶|暂无评论

全网算力的上升对比特币是极其有利的,这是毫无疑问的。但目前大矿池与矿业巨头使得算力高度集中化,这与中本聪所设想的一CPU一票(one-CPU-one-vote)的分散局面背道而驰,或许是他未曾预料的。 挖矿是一项专业劳动,最后必然会交给最专业的人或团队,因为这样才能实现资源配置最优,效率最高。普通投资人通过购买算力巨头的股票:1. 完成投资;2. 分享算力红利。看似中心化的背后其实依然是分散的: 矿业公司的背后是无数分散的投资人 矿池背后是无数分散的个体算力 既得利益使得算力巨头倾向于维护系统而不是破坏,因其收益均建立在比特币系统之上,既得利益者断然不会搬石头砸自己脚。甚至很多巨头在达到一定算力占比后会主动控制算力增长,使得低于某阈值内。

4 04, 2018

算力攻击的危害

作者:| 2018-04-04T08:14:14+00:00 四月 4th, 2018|工作证明与挖矿, 比特币技术进阶|暂无评论

攻击者算出block后,block&Txs必须能够通过验证,否则其他节点都会拒掉,攻击便无意义。攻击者无法做出下列行为: 偷盗他人的币。消费某个地址的币时,需要对应的ECDSA私钥签名,而私钥是无法破解的。 凭空制造比特币。每个block奖励的币值是统一的规则,篡改奖励币值会导致其他节点会拒绝该block。 唯一的益处是可以选择性的收录进入block的交易,对自己的币进行多重消费(Double Spending)。 过程是这样的:假设现在block高度为100,攻击者给商户发了一个交易10BTC,记作交易A,通常这笔交易会被收录进高度101的block中,当商户在101块中看到这笔交易后,就把货物给了攻击者。此时,攻击者便开始构造另一个高度为101的block,但用交易B替换了交易A,交易B中的输入是同一笔,使得发给商户的那笔钱发给他自己。同时,攻击者需要努力计算block,使得他的分支能够赶上主分支,并合并(Merge)被大家接受,一旦接受,便成功地完成了一次Double Spending。 攻击难度呈指数上升,所以成功的Double Spending通常是一个极小概率事件。

4 04, 2018

Block hash

作者:| 2018-04-04T08:11:48+00:00 四月 4th, 2018|工作证明与挖矿, 比特币技术进阶|暂无评论

Block hash的计算是随机概率事件,当有节点广播出难度更高的block后,大家便跑到那个分支。在比特币系统运行过程中,算力经常在分支间跳来跳去,此现象称为Hash Dance。一般情况下,分支的高度为1~2,没有大的故障很难出现高于2的分支。 Hash Dance起名源于Google Dance.

4 04, 2018

分支博弈

作者:| 2018-04-04T08:11:02+00:00 四月 4th, 2018|工作证明与挖矿, 比特币技术进阶|暂无评论

我们假设所有的节点: 都是理性的,追求收益最大化 都是不诚实的,且不惜任何手段获取利益 所有节点均独自挖矿不理会其他节点,并将所得收益放入自己口袋,现象就是一个节点挖一个分支。由于机器的配置总是有差别的,那么算力最强的节点挖得的分支必然是最长的,如果一个节点的分支不是最长的,意味其收益存在不被认可的风险(即零收益)。为了降低、逃避此风险,一些节点肯定会联合起来一起挖某个分支,试图成为最长的分支或保持最长分支优势。 一旦出现有少量的节点联合,那么其他节点必然会效仿,否则他们收益为零的风险会更大。于是,分支迅速合并汇集,所有节点都会选择算力更强的分支,只有这样才能保持收益风险最小。最终,只会存在一个这样的分支,就是主干分支(Best/Main Chain)。 对于不诚实节点来说,结局是无奈的:能且只能加入主干挖矿。不加入即意味被抛弃,零收益;加入就是老实干活,按占比分成。

4 04, 2018

主链分叉

作者:| 2018-04-04T08:10:24+00:00 四月 4th, 2018|工作证明与挖矿, 比特币技术进阶|暂无评论

从block hash算法我们知道,合理的block并不是唯一的,同一高度存在多个block的可能性。那么,当同一个高度出现多个时,主链即出现分叉(Fork)。遇到分叉时,网络会根据下列原则选举出Best Chain: 不同高度的分支,总是接受最高(即最长)的那条分支 相同高度的,接受难度最大的 高度相同且难度一致的,接受时间最早的 若所有均相同,则按照从网络接受的顺序 等待Block Chain高度增一,则重新选择Best Chain [...]

4 04, 2018

新block诞生过程

作者:| 2018-04-04T08:09:45+00:00 四月 4th, 2018|工作证明与挖矿, 比特币技术进阶|暂无评论

下面是一个简单的步骤描述,实际矿池运作会有区别,复杂一些: 节点监听全网交易,通过验证的交易进入节点的内存池(Tx Mem Pool),并更新交易数据的Merkle Hash值 更新时间戳 尝试不同的随机数(Nonce),进行hash计算 重复该过程至找到合理的hash 打包block:先装入block meta信息,然后是交易数据 [...]

4 04, 2018

挖矿

作者:| 2018-04-04T08:06:13+00:00 四月 4th, 2018|工作证明与挖矿, 比特币技术进阶|暂无评论

挖矿即不断接入新的Block延续Block Chain的过程。 挖矿为整个系统的运转提供原动力,是比特币的发动机,没有挖矿就没有比特币。挖矿有三个重要功能: 发行新的货币(总量达到之前) 维系货币的支付功能 通过算力保障系统安全 金矿消耗资源将黄金注入流通经济,比特币通过“挖矿”完成相同的事情,只不过消耗的是CPU时间与电力。当然,比特币的挖矿意义远大于此。

4 04, 2018

工作证明

作者:| 2018-04-04T08:05:33+00:00 四月 4th, 2018|工作证明与挖矿, 比特币技术进阶|暂无评论

工作证明(Proof Of Work,简称POW),顾名思义,即工作量的证明。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。 比特币在Block的生成过程中使用了POW机制,一个符合要求的Block Hash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Block Hash需要经过大量尝试计算,计算时间取决于机器的哈希运算速度。当某个节点提供出一个合理的Block Hash值,说明该节点确实经过了大量的尝试计算,当然,并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。当节点拥有占全网n%的算力时,该节点即有n/100的概率找到Block Hash。 工作证明机制看似很神秘,其实在社会中的应用非常广泛。例如,毕业证、学位证等证书,就是工作证明,拥有证书即表明你在过去投入了学习与工作。生活大部分事情都是通过结果来判断的。