科普:比特币挖矿的过程

比特币挖矿科普专辑到这里就要收尾了,经过前两篇文章铺垫,相信读者朋友已经对比特币交易和区块产生的过程有一定的认识。那么它们跟“挖矿”有什么关系呢?我们知道,在比特币网络中,有很多挖矿节点和矿工参与创建比特币新区块。如果多个挖矿节点都创建了同一个高度的区块,该判定谁的区块更合法呢?比特币引入了PoW共识机制,通过挖矿的方式,来竞争新区块的记账权。谁拿到新区块的记账权,它创建的新区块就合法。挖矿的目的就是赢取记账权,确认新区块和交易。那么挖矿节点和矿工是如何配合工作,完成挖矿的呢?

民盟中央建议加速元宇宙科普和立法:3月4日消息,民盟中央已起草了《关于“元宇宙”技术发展的提案》,并将提交全国政协十三届五次会议。在提案中,民盟中央建议,在科普层面需加速知识传播,法律层面则需加快立法步伐。民盟中央拟提交的提案指出,目前,在新兴网络层面,相关政策法规相对缺失。“元宇宙”在未来将会带动形成全新的网络形态,当遇到突发舆情,全虚拟的环境、场景将更难进行源头追踪、问题疏导。因此建议应尽早加快立法研究,尽快形成与技术、市场发展相适应的治理模式和法律基础,全面提升我国社会治理的水平。建议组织相关部门,针对“元宇宙”相关需求、风险进行立法研究,并尽快发布。此前消息,民进中央拟向全国政协十三届五次会议提交《关于积极稳妥推进元宇宙技术和产业发展的提案》。建议推进元宇宙技术产业发展,建立相关监管治理体系。(华夏时报)[2022/3/4 13:37:12]

矿工破解挖矿任务

TRON数字钱包科普资料《波场钱包的现在过去与未来》已上线:据最新消息显示,由TokenPocket联合波场TRON官方,以及 TokenPocket 社区志愿者共同撰写的《波场钱包的现在过去与未来》已正式上线。《波场钱包的现在过去与未来》又称为波场钱包小白书,详细介绍了当前TRON钱包与TRON生态密切结合的实例,是目前市面上最为详细的TRON数字钱包科普资料。波场钱包作为波场公链生态中极为重要的入口,是波场生态的重要构成要素。波场钱包从一开始只提供权限管理、转账收款、节点投票等基础功能,到如今不仅可以为用户提供法币交易、闪兑和去中心化交易所等方便快捷的交易服务,还能让用户直接在钱包上体验波场上DApp,挖矿、DeFi、Staking等资产增值服务。详情见原文链接。[2020/8/20]

挖矿节点创建好预备区块后,将预备区块的区块头数据发送给矿工。矿工收到挖矿任务后,会递增区块头中的随机数。每调整一次,就会按照比特币协议规定,用SHA256算法计算区块头的哈希值。如果区块头的哈希值大于目标哈希,就继续变更随机数,直到区块头的哈希值小于或者等于目标哈希为止。

人大附中物理老师李永乐科普拜占庭将军问题和区块链:5月14日,人大附中物理老师、科普视频网红李永乐在其公众号发布视频《拜占庭将军问题是什么?区块链如何防范恶意节点?》。李永乐老师在视频中对拜占庭将军问题和区块链进行了讲解,他表示,拜占庭将军问题本质上指的是,在分布式计算机网络中,如果存在故障和恶意节点,是否能够保持正常节点的网络一致性问题。在近40年的时间里,人们提出了许多方案解决这一问题,称为拜占庭容错法。例如兰波特自己提出了口头协议、书面协议法,后来有人提出了实用拜占庭容错PBFT算法,在2008年,中本聪发明比特币后,人们又设想了通过区块链的方法解决这一问题。区块链通过算力证明来保持账本的一致性,也就是必须计算数学题,才能得到记账的权力,其他人对这个记账结果进行验证,如果是对的,就认可你的结果。与拜占庭问题比起来,就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

现场 | 火币中国推出数字经济及区块链产业科普新书:金色财经现场报道,12月6日,由海南省工业和信息化厅主办,南南合作金融中心协办,海南生态软件园、火币中国承办的“海南自贸港数字经济和区块链国际合作论坛”在海口举行,这是全球首次区块链部长级论坛。

在本次论坛上,火币中国举行了“数字经济及区块链产业科普系列新书发布”仪式,希望通过教材、专业教育、培训等多种方式,帮助从业者、高校、研究机构深入了解区块链,从而建立起区块链全局性知识模型,真正推动区块链应用落地。火币中国CEO袁煜明介绍,将联合机械工业出版社面向普通高等教育推出《区块链导论》、《区块链系统设计与应用》和《区块链新商业模式分析》系列教材,这是国内最早推动的区块链教材之一;火币中国还积极参与数字经济的研究,由中信出版社出版的新书《读懂Libra》已经上市;由火币中国负责编写的区块链技术科普读物《区块链技术进阶指南》将于12月面世;首本行业内最全的区块链应用案例集《区块链产业应用100例》在本次论坛进行了首次刊印。[2019/12/6]

挖矿节点验证区块,延长本地区块链

动态 | 浙江卫视节目科普支付宝区块链防伪溯源产品:昨日,在浙江卫视播出的科普综艺栏目《智造将来》现场,支付宝首次展示了支付宝区块链防伪溯源产品,以接地气的方式公开向大众展示区块链在生活中的应用。[2019/3/4]

当矿工找到可以使预备区块头哈希值小于目标哈希的随机数时,会立即向挖矿节点上报挖矿结果。挖矿节点接收到信息后,立刻按照矿工上报信息重组区块,并验证区块。验证无误后,挖矿节点将新区块保存到节点本地数据库,并添加到节点本地区块链上。区块的验证信息包括:区块头是否合法;区块头的MerkleRoot哈希跟区块中交易数据的MerkleRoot哈希是否一致;交易数据中第一笔是否为Coinbase交易;区块中每一笔交易是否合法等等。向全网广播新区块

挖矿节点将新区块在本地保存后,同步向比特币网络广播挖矿结果。由于整个区块的区块体积较大,一般会先广播新区块的区块头。其他节点在接到广播后,先验证区块头信息,验证通过后,节点会先在其本地的区块索引库中创建新区块的索引。在接收到新区块的全部信息后,节点验证交易信息和区块头的MerkleRoot哈希,验证通过后,节点将这些交易信息录入新区块,并延长本地区块链。至此,新区块的广播和验证完毕,挖矿节点开始下一个区块的挖矿工作。

当前挖矿的一些特点

集群挖矿-矿池:

比特币挖矿这件事情,理论上任何人都可以自建比特币挖矿节点,参与挖矿,甚至可以通过手工验证区块头哈希,破解挖矿任务,竞争记账权。但博主在上一文中提到,按照当前的挖矿难度,即便使用现在的主流矿机,要找到一个符合比特币网络要求的新区块,理论上需要42年时间,而如果使用普通PC或者是手工计算,则需要上万年甚至上百万年。因此,普通矿工单独挖矿的经济效益太低,可能挖到机器报废,还挣不到一分钱。矿池就是在这种情况下应运而生的,大量矿工将自己的矿机接入矿池,从矿池的挖矿节点获取挖矿任务,集体挖矿。这样就可以在较短时间内挖到新区块,获得区块奖励,矿池按照挖矿过程中每个矿工的贡献情况,分配挖矿收益,所有矿工都可以实时获取挖矿收益,进行回本或者二次投资。矿机实际收到的挖矿任务中,TargetHash远大于比特币网络要求的TargetHash:

矿池和矿工一起挖矿的流程,一样遵循上述过程。矿机通过网络跟矿池通讯,请求挖矿任务,矿池将挖矿任务发送给矿机,矿机变更区块头的随机数,并验证区块哈希。符合挖矿任务TargetHash要求的随机数,将按照挖矿协议的格式提交给矿池,矿池给矿机提交的挖矿结果计算收益。需要注意的是,如果给矿机下发的挖矿任务中,TargetHash是此时比特币网络的TargetHash,那么这个TargetHash太小,矿机基本不可能找到符合要求的随机数,提交挖矿结果,也就不可能获得挖矿收益。因此,矿池给矿机下发的挖矿任务中,有一个单独的信息:初始挖矿难度。这是一个远低于全网挖矿难度的数值,对应更大的TargetHash,在这个难度下,矿机可以在较短时间内找到符合要求的随机数,向矿池提交更多挖矿结果。矿池算力不同于矿机本地算力:

谈及挖矿,总有一个绕不开的名词:算力。到底什么是算力呢?算力,其实就是矿工验证区块头哈希值的速度。矿机在获得挖矿任务后,会按照挖矿任务的信息,递增区块头的随机数,随机数每调整一次,就验证一次区块头的哈希值。可以看到,限制矿机挖矿快慢的唯一一个因素就是它验证区块头哈希值的快慢,因此有了“算力”这个指标。目前,常规比特币矿机的算力单位是TH/s,它的意思,每秒钟可以验证1T次哈希,1T=1×103G=1×106M=1×109K=1×1012次。有过挖矿经历的朋友,都会发现,矿机本地显示的算力跟矿池显示的算力总是有差异。这是因为,矿机本地显示的算力,是矿机验证哈希的速度,它只跟矿机的性能有关,不管有没有找到符合挖矿任务要求的随机数,矿机本地算力都一直存在。而矿机在矿池显示的算力则不同,它是矿池按照矿机实际提交的挖矿结果计算出来的,如果矿机的运气较差,在较长时间内都没有找到符合挖矿任务要求的随机数,无法向矿池提交挖矿结果,矿机在矿池的算力就会降低。但时间拉长后,运气对矿机破解挖矿任务的影响会降低,矿机较长时间的矿池平均算力,跟矿机本地算力相差不大。以上是比特币挖矿的基础知识,如果能读懂这三篇文章,相信读者朋友对比特币挖矿会有一个初步的认识。如果想要跟博主交流探讨更多挖矿方面的问题,欢迎关注“闲话挖矿”微信公众号,同时也能更及时的了解博主更新的挖矿知识。文中涉及的几个知识点:区块高度:又叫BlockHeight,相当于区块的编号,它的值等于区块链中这个区块之前所有区块的数量。区块链的第一个区块是创世区块,区块高度为0,第二个区块的区块高度为1,第三个区块的区块高度为2,以此类推。区块链中区块的总数,即为最新区块的区块高度+1。PoW:全称为ProofofWork,中文名称为工作量证明。是比特币网络使用的一种用于解决比特币新区块确权问题的方法。在比特币网络中,人人都可以参与新区块的创建工作,PoW机制规定,谁能够在最短时间内找到一个区块头哈希值小于比特币网络指定的TargetHash的预备新区块,谁就拥有正式新区块的记账权。记账权:比特币的区块链,实质上是一个链式的大账本,链上的每一个区块,都是一本账,上边记录了发生在区块链上的比特币交易信息。因此,我们把创建新区块的过程看作记账的过程。记账权,顾名思义为记录交易账本的权利,也即在比特币区块链上创建正式新区块的权利。参考资料:挖矿的实现BlockHeight工作量证明

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