从“工作量证明”解密“区块链”

  招牌的区块链技术打着“去中心化”,觉得懂很多人,不清楚又说;跟自己相关很多人感觉,何从入手又不知;里蕴藏极大机会很多人觉得这,险也极大又觉得风,质疑不绝于耳荷兰郁金香的。何“绕过”中心的?无论最后成败比特币到底是什么?区块链是如,及它的基本原理是有必要的了解区块链到底是什么以。概念充当解释不能总是用,预测市场用情怀。于此基,为什么比特币的正常流转需要“挖矿”本文试图用最通俗易懂的语言来聊聊,几十分钟和消耗电量几百度以上为何确认一笔比特币交易需要。证明”)——让区块链能够去掉中心机构的核心机制这也就是Proof-Of-Work(“工作量。

  存里的大小为1M每个小账本在内,比特币汇款信息可记录约两千条。键的是最关,似猜数字的“谜语”每个小账本上有个类,个小账本的两千条汇款信息共同组成它的谜面由上一个小账本的谜底和这,下一个小账本谜面的组成部分而这个小账本的谜底又成为。面和谜底这样的谜,相扣环环,连接成一个链条把多个小账本。被称为区块小账本也,连接成区块链如上述方式。

  心态看待科技“以开放的,态看待市场以理性的心。伏的比特币”跌宕起,的ICO扑朔迷离,少科技的新鲜与错失的焦虑给本就聒噪的年末增添了不。

  账本优势很明显这种分布式的。一本或几本账本拷贝即使你篡改了其中,实账本拷贝在别人手中你没法改全球范围内还有成千上万的真。远没有这么简单然而实际情况。账并且让其他记账人接受这本账来为自己获利心怀不轨的记账人总会琢磨怎么篡改手上这本。一下试想,本有分歧如果账,里被广播的时候有两本账在网络,本账?没有中心机构作比对其他记账人到底该相信哪,上这本账是不是那本真的账善良的我甚至不知道我手。个虚拟世界里是不管用的少数服从多数的原则在这,多的记账人账号来形成大多数优势因为坏人总可以在网络里注册足够。成本也无济于事即使提高注册,只是固定性投入因为注册成本。本有风险如果账,有和使用比特币呢用户又怎能放心持?

  就是比特币的运作过程上面所说的记账过程。个小账本那一个,区块”就是“。手一份的链条账本它们串接而成的人,区块链”便是“。万的记账人那成千上,的“矿工”就是俗称。挖矿”所谓“,最多的计算机来猜数字谜语无非是每个记账人用最好,证明自己的账本正确用设备和电量消耗来。相对分散的情况下在网络的计算资源,长的区块链上工作大家只需要在最,信息的真实性就能保证系统。话说换句,中心、缺乏互信的环境里在一个互不认识、没有,成本最大的信息记录我们只能相信付出,“工作量证明”机制这就是题目中提到的。

  一种技术区块链是,的一个明星级应用比特币是该技术。微信支付类似与支付宝、,互联网支付比特币属于,摸得着的真金白银不需纸钞也没有。处理的是人民币但微信和支付宝,的法定货币是政府发行,力机构的信任代表民众对权。化的虚拟“货币”而比特币是去中心,、机构或法律背书背后完全没有国家,者的集体管理完全是参与。题来了那问,有者给一个身在贵州的买家汇去三个比特币信任从何而来?一个在阿根廷的比特币持,识这个阿根廷人这个贵州人不认,他发了三个币为什么相信,的三个币正好是阿根廷人账户里减少的三个币而不是一个币?为什么相信他的账户里增加。行管理和处理交易既然没有一家银,界里凭空产生、可被人随意改动的一堆数字我们又怎能相信比特币不是互联网虚拟世?

  现在到,是如何做到去中心化的大家可能理解了区块链。构的权威背书没有中心机,报酬鼓励记账人参与记账区块链系统一方面提供,竞赛来提高作假成本、确保账本真实性另一方面通过记账人之间的资源消耗。比特币报酬而争夺“记账权”记账人(矿工)之间为获得。元价格被市场抬高只要比特币兑美,和消耗更多电量来竞争记账(挖矿)矿工群体就有动力去增添计算设备。耗的电量与比特币价格成正比因而区块链网络里记账所消。前的比特币高价之下这就是为什么在当,的记账人为竞争这笔交易记账权所消耗的总电量确认一笔交易需要耗电至少五百度以上(全球,守估计)而且是保,十分钟最多确认两千条交易)耗时也至少几十分钟(因为每。一笔支付所需要的边际电量与时间这远远超过了在支付宝或微信上做。免费的午餐天下没有,息可追溯所付出的最起码的“代价”这就是区块链为了去中心化、为了信。

  之处正在于此比特币的惊叹,上述问题给出答案它用区块链技术为,间无需互相认识和信任即可正常交易(但也因此在全球范围内浪费了巨大的电力资源)达成Trustless Consensus“无信任的共识”——比特币用户之。汇款收款类似与银行处理,统有一本账比特币系,)和交易情况(谁给谁在什么时候汇了多少币)记录了比特币用户的账户信息(账户里有多少币。己牟利为给自,在这本账上做手脚账本管理人有可能,户里凭空增加几个币比如往自己相关的账,电脑上的数字反正都是些。何况更,都是匿名的比特币用户,本又一次降低这让作假的成。防备作为,账做了很多份拷贝比特币系统给这本,万的比特币“记账人”保存将他们分散给全球成千上。称为“矿工”记账人也被,比特币用户本身也是。没有老大他们之间,中心没有,上一个个节点只是互联网。09年出现至今所有汇款记录的账本拷贝他们负责管理手上这本记录了比特币20。款请求出现当有新的汇,一定概率随机选择一个记账人比特币系统在全球范围内按,交易并为之记账让他验证这笔,广播”给其他记账人然后把更新的账本“。因此获得一定的记账报酬这个被选中的记账人也。

  拷贝的内容一致保持分散的账本,意篡改防止恶,车那样依靠情怀不能像共享单,提高成本只能依靠,账的成本提高做假。特币账本的长相我们先说一下比。小账本”按时间顺序串接而成的(如下图)每个记账人手上的账本拷贝是一个由很多“。

  改的呢?假如当前链条上最新一个小账本是上图的013这样链条式的账本和猜谜语的记账方式是如何防止账本篡,011上的交易记录为自己牟利而一个心怀不轨的记账人要篡改。账本信息被改动一旦011的,的谜面就变了这个小账本,底就变成了错的之前猜对的谜,这个小账本的数字谜底这个记账人必须重新猜。以后猜对,2的谜面跟着变了下一个小账本01,得猜他又。013的谜面也变了然后下一个小账本,接着猜还得。三个小账本当他猜完,分钟过去了至少三十,记账人手上的账本链条早已变长这期间发生了什么?这期间其他,15、016等已经产生新的小账本014、0,长度再也赶不上网络里的那本账而这个使坏的记账人手中的账本。学说有同,两台电脑他能否用,小账本的谜底一边猜之前,小账本的谜底一边猜新出现,误?当然不行两边都不耽。底是前后关联、环环相扣的因为这些小账本的谜面和谜。以所,利益出发从自身,是从良比较好这个记账人还,账获得记账报酬争取为新交易记,地篡改历史账本而不是得不偿失。不同的账被广播时而当网络里有两本,最长的那本账即可记账人们只需接受,作量(计算量)付出最大因为最长的链条对应的工。

  语特别无聊猜这个谜,凑数字”就是在“。能性及小凑对的可,尝试许多遍需要计算机。内的记账人全球范围,计算机来猜这个谜语不停地用手上最强的。账本谜底的记账人而最快猜对新的小,千条汇款信息记账就能给待处理的两,条广播给其他记账人并将更新的账本链。人虽没猜对别的记账,否猜对(这是密码学的成熟技术)但他们很容易验证广播来的账本是。链条替换他们手上的老账本链条之后所有记账人用这个新账本,个小账本的谜语然后接着猜下一。说过前面,费和新发的12。5个比特币奖励)记账是有报酬的(包括汇款的手续,算能力来加大最快猜对谜语的可能性因此记账人会尽可能加强手中的运。的是有趣,投入的计算资源有多少无论全球范围内记账人,高或降低猜谜语的难度比特币系统会自动提,维持在“十分钟”左右把最快猜对谜语的时间。话说换句,币交易用比特,钟才能得到确认最快也要等十分。

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