比特币分布式共识机制中的“被信任”和被接受

资讯 8个月前 manoon
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交易区块挖矿区块链

与传统的银行和支付系统不同,比特币系统基于去中心化的信任。由于比特币网络中没有中央权威的信任机构,“信任”成为比特币用户的一个显着特征。在本章中,我们将从高层次审视比特币,通过跟踪比特币系统中的单笔交易,看看它是如何在比特币分布式共识机制中变得“可信”和“被接受”的。情况,最后成功存储在区块链上(区块链是一个分布式公共账本,包含比特币系统中发生的所有交易)。

本书中的每个示例都是发生在比特币网络中的真实交易,它通过将资金从一个钱包发送到另一个钱包来模拟用户(Joe、Alice 和 Bob)之间的交互。当我们通过比特币网络和区块链跟踪交易时,我们会使用一些区块链数据库查询网站,这样每一步都可以直接呈现在网页上。提供区块链数据查询的网站就像一个比特币搜索引擎。您可以搜索比特币地址、交易和区块,以及查看它们与资金流向的关系。

以上每个查询网站都有搜索功能。您可以通过地址、交易哈希值或区块号在比特币网络和区块链中搜索等效数据。我们将为每个示例提供一个链接,可以直接将您带到相关项目,以便您进行详细研究。

在上图所示的概览图中,我们可以看到比特币系统由用户(用户用钥匙控制他们的钱包)、交易(每笔交易都会广播到整个比特币网络)和矿工(通过竞争计算产生)组成。 . 每个节点达成共识的区块链。区块链是一个分布式公共权力账簿,其中包含发生在比特币网络上的所有交易)。在本章中,我们将从整个比特币系统的角度,通过追踪在网络上传输的交易来考察各部分之间的交互。下面的章节将详细阐述钱包、挖矿和商户系统背后的技术细节。

简单地说,交易通知整个网络:比特币的持有者已经授权将比特币转让给其他人。新的持有者可以再次授权,转移给比特币所有权链中的其他人,并产生另一笔交易来花费这些比特币。随后的持有者以类似的方式使用比特币。

比特币交易

交易就像复式簿记中的行。简单地说,每笔交易都包含一个或多个“输入”,它们是比特币账户的负债。在此交易的另一侧,有一个或多个“输出”作为信用记入比特币账户。这些投入和产出(负债和信贷)的总量不必相等。相反,当累计产出略小于投入时,两者的差额代表隐含的“矿工费”,这也是将交易记入账本的矿工收取的小额款项。图 2-3 描述了记录为会计账簿的比特币交易。

简单地说比特币交易原理,交易通知整个网络:比特币的持有者已经授权将比特币转让给其他人。新的持有者可以再次授权,转移给比特币所有权链中的其他人,并产生另一笔交易来花费这些比特币。随后的持有者以类似的方式使用比特币。

交易就像复式簿记中的行。简单地说,每笔交易都包含一个或多个“输入”,它们是比特币账户的负债。在此交易的另一侧,有一个或多个“输出”作为信用记入比特币账户。这些投入和产出(负债和信贷)的总量不必相等。相反,当累计产出略小于投入时,两者的差额代表隐含的“矿工费”,这也是将交易记入账本的矿工收取的小额款项。

比特币分布式共识机制中的“被信任”和被接受

常见的交易形式

最常见的交易形式是从一个地址到另一个地址的简单支付,这种交易通常包括对付款人的“找零”。一般交易有一个输入和两个输出,如下图所示

比特币分布式共识机制中的“被信任”和被接受

另一种常见的交易形式是将多个输入组合为一个输出的模式(如下图所示)。这相当于在现实生活中将许多硬币和纸币兑换成大面额。像这样的交易有时是由钱包应用程序生成的,以清除付款过程中收到的许多小额找零。

比特币分布式共识机制中的“被信任”和被接受

最后,比特币账本中另一种常见的交易形式是将一个输入分配给多个输出,即多个接收者之间的交易(如下图所示)。这种类型的交易有时被商业实体用来分配资金,例如,向多名员工支付工资。

比特币分布式共识机制中的“被信任”和被接受

比特币挖矿

这笔交易现在正在比特币网络上传播。但只有在通过称为挖掘的过程验证并添加到区块后,交易才会成为共享账本(区块链)的一部分。有关挖矿的详细说明比特币交易原理,请参阅第 8 章。

比特币系统的信任是基于计算的。当交易打包在一起放入一个区块时,需要大量的计算来证明,但只需要少量的计算来验证它们已经被证明。挖矿在比特币系统中扮演两个角色:

▷ 挖矿在构建块时会创造新的比特币,这类似于中央银行发行新钞票。每个区块中创建的比特币数量是固定的,并且会随着时间的推移逐渐减少。

▷ 挖矿创造信任。挖矿确保这些交易只有在对包含交易的区块进行了足够的计算后才能得到确认。块越多,花费的计算就越多,这意味着更多的信任。

描述挖矿的一个好方法是将其与大型多人益智游戏进行比较。一旦有人找到了正确的解决方案,这款数独游戏会自动调整难度,使游戏每次解决大约需要10分钟。想象一下有数千行和数千列的巨大数独游戏。如果给您一个完整的数独,您可以快速验证它。但是,如果这个数独只有几个有数字的方格,其余的方格都是空的,那么解决起来需要很长时间。这个数独游戏的难度可以通过改变它的大小(或多或少的行)来调整,但即使它非常大,也很容易验证。比特币中的“谜题”是基于哈希加密算法,表现出类似的特点:非对称、难解、易验证、

在“1.3 比特币应用、用户和他们的故事”部分,我们提到了一位名叫景的学生,他在上海学习计算机工程。Jing 在比特币网络中扮演矿工的角色。大约每 10 分钟,Jing 和其他数千名矿工就开始一场全球竞赛,以寻找一个交易区块的正确解决方案。要找到这种解决方案,也称为工作量证明,整个网络需要能够每秒进行数亿次哈希计算。这种工作量证明算法是指使用 SHA256 加密算法不断对区块头和随机数进行哈希,直到出现与预设值匹配的解决方案。第一个找到这个解决方案的矿工赢得了这一轮的竞争,并将区块发布到区块链上。

Jing 于 2010 年开始挖矿,当时他使用速度非常快的台式计算机为新区块找到正确的解决方案。随着越来越多的矿工加入比特币网络,找到正确解决方案的难度正在迅速增加。很快,景和其他矿工升级到更专业的硬件,例如专用于游戏台式机或游戏机的高端专用图像处理单元芯片(即显卡GPU)。在撰写本书时,解决问题已经变得极其困难。只使用集成了数百种挖矿专用算法硬件并且可以同时在单个芯片上并行工作的专用集成电路(ASIC)挖矿。. Jing 还加入了一个类似于彩票奖池的矿池,允许多个矿工共享计算能力和奖励。Jing 现在运行着两台通过 USB 连接的 ASIC 机器来全天 24 小时挖矿。他卖掉了从挖矿中获得的一些比特币来支付电费,并可以通过利润赚取一些收入。作为专用挖矿软件的后端,他在自己的电脑上安装了一个名为bitcoind的比特币索引客户端。

版权声明:manoon 发表于 2021-11-10 13:57:03。
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