比特币挖矿的底层逻辑
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比特币挖矿的底层逻辑
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一、什么是hash值、哈希算法——了解入门基础概念
要详细认识哈希值，还需要从比特币说起。众所周知，比特币产生于“挖矿”。实际上，在挖矿的每一个区块周期内，试图获得下次比特币奖励的矿工，都会参与工作量证明的竞争，他们会同时将新生成的交易收集起来并放到各自的新区块中。而对于挖到的比特币的每一笔交易的细节，如日期、时间、发款人及收款人地址、发送金额等，都会被收集起来并通过一种特殊的密码学算法，生成一个由字母和数字构成的字符串，这个字符串就是哈希值(hash)。一种哈希算法能够将任意长度的原始数据转换成唯一一个固定长度的、由字母和数字构成的字符串，能够以数学的方法证明其底层信息的存在。任何拥有交易信息的人很容易就可以将其输入同样的哈希算法里，去确认最初生成哈希值的人必定是拥有同样数据的。哈希值的另一个关键特性是，它对其底层数据的改变十分敏感。哈希算法这样的高度敏感性对维护区块链的完整性非常重要。如果有人试图在现存的交易中引入修改之处，其他矿工会很明显地发现新生成的哈希值并不符合各自版本的区块链上的相应记录，从而会拒绝这个修改。区块链上的这些信息，只能根据合约，不断地被添加，但不能被篡改，正因为如此，不管是数字藏品，还是比特币、以太币，都具备这个特性，流转的过程将被详细记录，但从不能被篡改。哈希值就相当于为数字作品打上不可篡改的防伪编码，能够保障数字作品的唯一性、真实性、永久性，同时其所有权流转历史清晰透明，可以有效保护创作者以及持有者的权益，这也是其具备收藏价值的关键原因。
二、为什么比特币挖矿如此费电——比特币挖矿愈加内卷
矿机们记账的条件，就是要求计算出一个类似的hash值，才可以出块成功。谁先计算出来，谁负责出块，它也就得到奖励。而比特币系统约定是10分钟出块一次，而随着矿机数量增减，算法动态约定调整了计算这样的hash 的前置0的个数。矿机越多，算力越强时候，要求目标hash值的前置0就越多，计算就越难，需要“爆破”的次数就要越多。所有矿机们，CPU（或者GPU）每时每刻都100%的在计算着，计算这样一个hash值。目前比特币算力是511.26EH/S，1 EH / s =每秒1,000,000,000,000,000,000次哈希。用文字表示就是，每秒钟要计算5112亿亿次hash，即10分钟约要计算307万亿亿次hash计算，才挖出一个区块——目前3.125个比特币的奖励。比特币出块速度，和矿机数量没有多大关系（因为系统会动态调整难度），但是总体耗费的资源，倒是和矿机的投入有直接关系。人为觉得它有价值，投入更多矿机去挖（抢），也就是比特币系统太浪费资源，原因还是矿机们：卷。三、比特币上限为什么是2100万——总量有限与比特币减半比特币总量为2100万，它是固定数量的。所有比特币被挖取（奖励发行）出来之后，它就不产生新的比特币了。从创世区块（也就是第一个区块）开始，每个区块产生50个新的比特币，每210000个区块产生后（大概每四年），生成的新比特币会减半，也就是 第210000个区块及其之后的区块产生时候，会生成50/2 = 25个新比特币，第420000 个区块及其之后的区块产生时候，会产生25/2 = 12.5个新比特币,之后类推。所以这个问题，归根是“为什么开始每个区块产生50个新比特币，为什么每210000个区块产生后，生成的新比特币会减半？”这里可能没有为什么，游戏规则如此而已！比特币的算法决定了发行总数极限为2100万BTC。每四年新区块生成的比特币减半，其实这个说法是大概的估算，实际上系统控制生成块难度，使得是大约每10分钟产生一个区块（注意！这个10分钟也不是一定的，也是个大概值，算法决定了，根据矿机的多寡和算力决定计算难度），而210000个10分钟接近4年。李笑来说：很多事情即便非常简单，都有可能难住一些人一辈子。这世界上有半数的人，即便有人手把手的教也学不会，只因为他们不动脑子。他说学习能力的阶段无非包括3个阶段：李笑来说在他的人生中，比特币可能会成为他最感激的东西，很多人会认为是因为他靠比特币赚了不少的钱。实际上，他自己清楚的知道，比特币给了他一个没人可教授，没书籍没资料可借阅参考的学习机会。意思是：没以上做参考资料，他仅靠自己搞懂比特币未来发展的趋势，和其价值上升空间。因为在2011年的时候，很多人觉得比特币这个东西很离谱，而他认为可行，就去学了加密学、拓扑学、金融编程以及运算等方面的知识。所以，他这就到了第三个阶段：学会没有人能教授的技能，这让他变得卓越，这属于自我的创新成功。关键在于，如果做不到这点，可能一二阶段会被许多人不断模仿，甚至超越。走入了第三个阶段，学会了没人能教授的技能，创新了自己可以教授给别人的技能。你必须自己琢磨出自己的路径和跨越方式，而这恰恰是判断你是否能进入第三阶段的依据。
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