一分钟了解比特币：挖矿和共识机制

假期余额低得可怜，我们的“一分钟比特币”系列已经进行了一半。如果您在阅读我们的文章时有任何问题，请在公众号下留言，也许我们以后会推出文章回答您的问题。通过上一篇文章，我们知道了如何保护财产和信息的安全和私密。但是，如果没有中央服务器来协调，每个人怎么能同意其他人的账户余额真的和账户持有人所说的一样多呢？让我们回想一下前面10个币换一只羊驼的例子：在一个无政府状态的市场中，每个人都可以自由地交换自己的财物并记录交易，最终希望各方能够相互认可并达成共识。有了区块链，我们可以概述一个类似的系统，广泛的群体可以达成共识并就单一的有效交易历史达成一致。所以要解释什么是“共识”，首先要了解整个系统中的重要元素或用户“矿工”。Miner：不，不，不，特殊类型的用户，这不是我们要谈论的。不是《白雪公主与七小公主》中与淘金有关的“侏儒矿工”。当然，如果你对比特币稍有了解，你应该已经知道，矿工并不是所谓的“挖矿”黄金。它被定义为：在账本中执行记录任务的一组特殊的、受信任的和经过验证的用户。下次有人向你提到“挖矿”或“矿工”时，别忘了问他在说什么概念。这份工作不是针对特定人群单独指定的，但任何想成为矿工的人都可以成为矿工——是的，矿工就是你想成为的人，如果你愿意，你也可以成为矿工。作为一个商业机会，整个工作过程是开放的。作为矿工的基础，强大的电脑必不可少，电脑设备的维护也不能少。矿工的目的是通过努力赚钱，但不是每个人都能赚钱。和其他任何业务一样，有些人可以抓住机会赚钱，但很多人因为风险太高、投资太多或其他原因而放弃了机会。正如区块链领域的大多数人所知，矿工执行计算密集型计算以获得新创建的比特币。有人可能会认为，为了创造新的比特币，

这种误解其实是一种普遍现象。在解释比特币的游戏规则和奖励机制之前，一条流行的推文写道：“只要让你的车保持 24/7 运行，你就可以解决一些数独游戏，（并且让你的车 24/7 保持着火）解决数独和你可以用它来交换）一定数量的海洛因。”

这条推文实际上具有误导性：比特币，在你解决了这个难题之后，才有价值。事实上，比特币只是账本上的一个数字。如果账本上的交易显示我得到了 8 个比特币，而我只是将这个数字更改为 9，我可以说我得到了 9 个比特币。根本没有数独或谜题需要解决。所以，敲黑板吧！挖矿的目的不是创造比特币。相反，它的目的是在一个中心化的系统中执行中心服务器下达的任务，即处理服务器上每个人的事务，并及时更新数据库。新的比特币是完成这一关键任务的奖励。这就像将一切外包给一群自由职业者，以便以分散的方式管理数据库，只有在这个行业中，支付方式是比特币。同样地，需要大量计算的目的是确保矿工在获得比特币之前将钱放在应有的位置。因此，这些投入的资金也被称为“工作证明”。矿工需要用这个“证明”来证明他们已经做了一定的计算工作。矿工负责监控网络上发生的所有交易，及时报告和更新信息。这些矿工不是一次在数据库中记录一个事务，而是一次添加数百个事务，称为“块”。所以“区块链”数据库也是一个成长中的区块链。根据系统设计，每十分钟发布一个区块。块只能添加，不能修改。每次矿工写一个区块，他们通过在他们的账户中存入一定数量的新比特币来获得奖励。每个矿工还可以向用户收取交易费用，以便在下一个区块进行交易。比特币客户端会告诉你当前的平均交易费用，这样你就知道其他人花了多少钱。如果矿工没有跟上和更新你的交易，那么这并不容易，就好像你的交易从未发生过一样。如果你确实遇到了这个问题，你必须等待它在新一轮的 10 分钟内被发现。（或者尝试给矿工更高的交易费用）在这种场景下，普通人不再需要担心更新账户，而是需要担心更新速度。现在有一群出版商（代表矿工）四处走动，通过记录他们跨账户了解的每笔交易来赚钱。一旦有人达成交易，他们需要告诉其他出版商，知道的人越多越好。每十分钟选出一个发布者，将更新的数据（新账户交易记录）上线并分发给市场的所有成员，让每个参与的人都有记录。这样大家的账号

通过使用这个系统，我们可以维护一个一致的、定期更新的账本，只要我们信任发布者并同意一次发布一个新的有效区块，系统中的每个人都可以同意该账本。有了这个公认的系统，出版商或矿工可以很容易地看到是否有人在花钱他们不拥有。因为发布者或矿工可以查看一个人在账本中的所有转账，并计算出这个人的余额应该是多少。此外，包括矿工和出版商在内的任何人都不能伪造他人的交易，因为交易需要交易者本人的不可伪造签名才能完成。用户也不必盲目信任矿工和发布者，因为他们可以自己验证现有交易。共识现在，我们需要弄清楚我们如何让矿工和用户就最新区块达成一致。上述系统可以防止花别人钱的行为，但如果不能达成公平透明的共识，那么作弊就会产生“双花攻击”。如果不解决这个问题，那么就有可能阻碍数字货币的发展。比特币之所以能够成为第一个去中心化数字货币，是因为它是第一个解决“双花攻击”的数字货币。在解释这个解决方案之前，有必要解释一下什么是“双花攻击”。简单来说，“双花攻击”就是用户持有的数字资产中的余额，被多次交易。在不同的交易中消费，双花不会产生新的货币，只能拿回你花掉的钱。假设矿工可以通过发布交易使交易“不发生”。那么矿工就相当于一个空手套的支票。假设某人的账户中有价值 200 美元的比特币，并且有反向交易的想法，他可以将这 200 美元的比特币花在机械键盘上，然后立即撤回交易，并在他的 Xbox 上花 200 美元的比特币。但他实际上只花了 200 美元就买了一个 Xbox 和一个很酷的机械键盘。这样，卖键盘的人就成了输家，因为他丢了键盘，没有得到任何回报。这就是为什么我们需要共识。如果没有这个协议，就会有多个相互冲突的历史版本，有人可能会用它同时购买两件东西。那么矿工就相当于一个空手套的支票。假设某人的账户中有价值 200 美元的比特币，并且有反向交易的想法，他可以将这 200 美元的比特币花在机械键盘上，然后立即撤回交易，并在他的 Xbox 上花 200 美元的比特币。但他实际上只花了 200 美元就买了一个 Xbox 和一个很酷的机械键盘。这样，卖键盘的人就成了输家2019一枚比特币换多少人民币，因为他丢了键盘，没有得到任何回报。这就是为什么我们需要共识。如果没有这个协议，就会有多个相互冲突的历史版本，有人可能会用它同时购买两件东西。那么矿工就相当于一个空手套的支票。假设某人的账户中有价值 200 美元的比特币，并且有反向交易的想法，他可以将这 200 美元的比特币花在机械键盘上，然后立即撤回交易，并在他的 Xbox 上花 200 美元的比特币。但他实际上只花了 200 美元就买了一个 Xbox 和一个很酷的机械键盘。这样，卖键盘的人就成了输家，因为他丢了键盘，没有得到任何回报。这就是为什么我们需要共识。如果没有这个协议2019一枚比特币换多少人民币，就会有多个相互冲突的历史版本，有人可能会用它同时购买两件东西。他可以在机械键盘上花费 200 美元的比特币，然后立即撤回交易，并在他的 Xbox 上花费 200 美元的比特币。但他实际上只花了 200 美元就买了一个 Xbox 和一个很酷的机械键盘。这样，卖键盘的人就成了输家，因为他丢了键盘，没有得到任何回报。这就是为什么我们需要共识。如果没有这个协议，就会有多个相互冲突的历史版本，有人可能会用它同时购买两件东西。他可以在机械键盘上花费 200 美元的比特币，然后立即撤回交易，并在他的 Xbox 上花费 200 美元的比特币。但他实际上只花了 200 美元就买了一个 Xbox 和一个很酷的机械键盘。这样，卖键盘的人就成了输家，因为他丢了键盘，没有得到任何回报。这就是为什么我们需要共识。如果没有这个协议，就会有多个相互冲突的历史版本，有人可能会用它同时购买两件东西。卖键盘的人成了输家，因为他丢了键盘却没有得到任何回报。这就是为什么我们需要共识。如果没有这个协议，就会有多个相互冲突的历史版本，有人可能会用它同时购买两件东西。卖键盘的人成了输家，因为他丢了键盘却没有得到任何回报。这就是为什么我们需要共识。如果没有这个协议，就会有多个相互冲突的历史版本，有人可能会用它同时购买两件东西。

但是想象一下：你刚刚跌跌撞撞地走进了霍格沃茨后面黑暗、多雾的禁林，你失去了你的魔杖，却被一盏小灯笼和微弱的月光照亮了。您什么都看不到，只能通过触摸和声音导航。一个声音在迷雾中向你喊道：“我会给你一根魔杖，换取一艘看不见的帆船（魔法世界中的货币单位）。” 在这片危险的森林里，没有魔法能力，你就像麻瓜一样，绝对不能活下去。出去。而且魔杖的价格听上去很合理，但对方怎么知道你有隐形的加隆，你确定他有魔杖？“来，看看我的账本，”另一个说，同时一只皱巴巴的手把几张潦草的纸塞进你的灯笼里。你仔细阅读，看到了神奇的签名，这似乎真的能够证明账本的真实性。忽然，禁林中一个声音吼道：“这本账本是真的！” 随之而来的是无数的吼叫声，“我在场，我看见他拿了我的账本！他的账本和我的很像！” 当你的同学哈利和赫敏不来救你时，你不寒而栗。实际上你不知道这个账本是从哪里来的，你是从别人那里得到的。你不知道你在和谁说话，因为一个人可以很容易地在数百甚至数千台不同的计算机上运行相同的程序（例如通过云计算平台），所以你不知道你在和多少人交谈. 禁林中的故事说明，当矿工发布一个新区块时，你不知道网络的其余部分是否会接受它。为他人，

如果多人同时发布新区块怎么办？哪个块将被识别？也许你认为少数服从多数原则，让大家投票决定哪个新区块会被认可，然后大家就可以在这个多数认可的区块上继续发布新区块。而这个被识别的区块成为区块链中真实历史的一部分。但是你不能投票，因为你不知道有多少人参与其中。怎么做？你可以数电，而不是数人头。这就是挖矿中昂贵且浪费能源的部分的更高价值所在。所有矿工都需要参与游戏，获胜者将获得下一个区块的发行权。谁在这个游戏上花的电越多，获胜的概率就越高。获胜的概率大致与投入系统的电量和所有玩家的总电量成正比。因此，为了让你发布的下一个区块有更大的概率（即 51%）被批准，你需要消耗比每台矿工的能源消耗总和更多的电力。这很难做到，因为矿工是来自世界各地的志愿者，他们被纯粹的兴趣所吸引。也就是说，除非你拥有超过系统 51% 的计算能力，否则你无法伪造交易记录来生成每个人都同意的新区块。用电投票实际上是用钱投票。通过这种方式，世界上的每个人几乎都团结起来对抗诈骗者。那么，让我们回到丛林中的神秘声音：

更有可能的是，他真的只是一个卖魔杖的巫师。因此，如果价格合适并且您知道如何使用魔杖，请继续购买，至少从数学上讲您是安全的。关于这个耗电的游戏，上面已经说了很多。（仅用于挖矿，生活中请勿模仿或随意浪费电力）让我们一起来探索一下游戏是如何运作的吧。欢迎继续关注CertiK的两天长假系列：一天一分钟，看懂比特币（系列三），看懂“哈希函数”。听到函数别吓跑，想想作为游戏。