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什么是比特币的记账与发行机制

百科 admin 8个月前 (02-22) 0 793

比特币的支付需要有人记账,区块链账本是一个去中心化的账本,谁都可以参与记账。那么,为什么就有人来记比特币的账呢?既然谁都可以记账,那又以谁的账为准呢?怎么确保账目的真实性呢?

什么是比特币的记账与发行机制 百科 第1张

首先,记账是有奖励的。一部分奖励是被打包区块里用户自己出的手续费,手续费用比特币支付,这个手续费可高可低,给得高,记账者就倾向于先记这笔手续费高的账。另一部分奖励则是区块奖励,打包一个区块,就获得一定的区块奖励。比特币诞生之初,区块奖励为 50个比特币,按比特币程序设定,每出 210000个区块后,奖励减半,现在已经经历了两次减半,预计 2020年5月时会发生第三次减半。区块奖励一方面调动了大家去记账,另一方面也解决了比特币的发行问题。按照上述规则,我们可以按这个公式计算比特币的总量,就是 210000×50×(1+1/2+1/4+……),总共 2100万个。

有了奖励,而且奖励颇丰,大家当然抢着去记账。为了确定以谁的账本为准,比特币又设定:记账者要先把收集到的账单打包成一个区块,区块由区块头和区块体组成,区块头里有个记账者自定的随机数,记账者换上不同的随机数,对区块头进行哈希运算,谁先试出符合要求的哈希值,他就将这个区块广播全网,大家都以他的账本为准。

区块头和区块体是什么关系呢?区块体里记录了具体的账单,包括记账者自己所得奖励和手续费的账单。区块头则相当于该区块的身份信息,里面有上一个区块头的哈希值、时间戳、哈希运算的难度目标、随机数等信息,还有一个 Merkle树哈希值,Merkle树哈希值由区块体里的账单经过一系列哈希运算得到,相当于区块体里那些账单的摘要信息,只要账单稍有变化,Merkle树哈希值就会大不相同。

哈希算法又被称为摘要算法,输入任何数据,经过哈希运算后,都会得到一个固定长度的输出值称为该输入数据的哈希值。哈希运算有两大特点第一,只要输入数据稍有变动,哈希值就会大不相同,比如输入一本书的内容,只要多加一个字,哈希值都会面目全非。第二,哈希运算只能正向算,不能反向算,输入数据后可以很快算出哈希值,但给出哈希值,就没法反推它的输入数据,要想知道输入数据就只能一次次输入不同数据去尝试,直到试出为止。这可能比较难理解,这就好比可以轻易地算出29179×87013=2538952327,但要是问你 2538952327是哪两个数的乘积,你就只能一个数一个数地试。

争夺比特币记账权时算的哈希值是个 256位的二进制数,符合要求的哈希值,就是小于某个特定数值的哈希值,这个特定数值也就是区块头里的难度目标,可以简单地将其视作前面数位都是 0的哈希值(当然后面数位的大小也有要求,这里为简便起见只谈论前面数位为 0的情况)。例如,难度目标要求哈希值前面 70位都是 0,在计算过程中,记账者手头的账单、时间戳等信息都是固定的,记账者能改变的只有随机数,他就加上不同的随机数去试。算出的哈希值是毫无规律的,哈希值每个数位上出现 1和 0的概率各是 1/2,一次就试出前面 70位都是 0的哈希值,概率是 1/2^70,想增大试出的概率只能做更多哈希运算。全世界想获得比特币奖励的人都会收集网络上的比特币账单,打包成区块,进行哈希运算。谁先试出了前面 70位都是 0的哈希值,他就立马将自己的区块广播全网。大家一接收到该区块,验证无误后,就以该区块的账单为准,在此基础上继续收集账单继续计算,争夺下一个区块的记账权。这种试出符合要求的哈希值并获得比特币奖励的行为,也被称为挖矿,专门进行这种计算的机器,就被称为矿机,参与挖矿活动的人,称作矿工,记账的手续费,就叫矿工费。

什么是比特币的记账与发行机制 百科 第2张

至于到底要求哈希值前面要有多少个零,则是由系统每隔 2016个区块就自动调节一次的,增加一个 0就会在原来基础上增加 1倍计算难度,反之同理,总之就是要让平均 10分钟左右能出一个块。这样一来,谁的计算能力强,谁在单位时间内计算次数多,谁就有更大的概率试出符合要求的哈希值,得到丰厚的比特币奖励,这种模式也被称为工作量证明。世界各地的矿工竞相寻找便宜的电力,修建矿场,布置矿机,就形成了目前浩浩荡荡的挖矿局面。由于现在全网算力很高,单枪匹马已经很难挖到矿了,于是大家把算力集中起来,就形成了一个个矿池,矿池出块的概率就提高了,然后再按各自贡献的算力大小相应分配收益,矿池会收取一定的手续费。

从上文可以看出,比特币的账本是传遍了全网的,保存在全网的,大家都验证过了的,公正可靠,无法篡改,且根本无法销毁。比特币用于转账和支付只需发出一条信息就行了,可以轻易地在全世界流通。
我们也可以看出,给出哈希值,想试出它的输入数据有多么困难,只要求哈希值前面 70位是零,都要试上 2^70≈1.18×10^21次才有一次机会,若想试出整个哈希值,全世界所有超级计算机计算能力翻一亿倍,一起算上几十亿年,也试不出来。这些算法,就是比特币安全性的保障

所以,比特币的价值之一在于其发行机制,可以规避传统法币容易发生的通货膨胀,希望读过这篇文章的朋友可以向你的朋友们科普一下比特币的价值,也可以简单地将此篇文章转发给你的朋友,并关注1TMine,每周我们将为大家带来一篇区块链科普文章,每周学一点区块链,共同成长!

文章来源:火星财经

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