位元幣中文通俗原理解釋

2022-10-18 15:12:22 字數 2274 閱讀 2811

與原**順序有些出入,但基本原理已講述清楚,歡迎指正

1. 概念:

transaction:轉賬、交易記錄、賬單記錄

block:上面這個概念的資料組成的塊

proof of work:工作量證明、可理解為防攻擊機制

double spending:再次消費(一種針對去中心化貨幣的攻擊手段,在btc之前很多電子貨幣都是因為防禦不了這一點而終告失敗)

2. 轉賬【轉賬日誌的記錄方式】:

首先,本筆交易發生時,錢包的所有者(owner)會用公鑰生成全網可見的hash,並且自己的私鑰生成乙個簽名(signature)【不理解和同學可以了解一下「非對稱加密」的概念,簡單說就是私鑰用於生成簽名,公鑰用於驗證簽名是否有效】。然後記錄到資料塊(block)中。然後如果再發生一筆交易,或者收到p2p網路別的節點廣播來的交易資料,當前節點會用轉賬發起賬戶的公鑰驗證資料中轉賬發起賬戶的簽名,如果有效,就把資料記錄進block的上筆交易記錄的位置的後面。

理解的重點:

(1). 記錄的每筆交易付款方生成的簽名、付款方的公鑰、轉賬金額、交易hash(相當於id)等資料。

(2). 並未記錄轉賬前和轉賬後每個賬戶有多少餘額。

3. block 交易資料塊

block儲存著若干條交易記錄(transaction,圖上的item專案指的就是每一條交易記錄),每個block有自己的block hash(相當於block的id)。關於block的產生,我們留在下一節:proof of work工作量證明中去講述。

of work(工作量證明、挖礦、位元幣的發行)

block是儲存交易記錄的資料塊,網路上的礦工的擴礦的工作就是為了全網新的block的產生而計算所必需的乙個引數nonce。

在上面我們有提到,每乙個block塊都有乙個hash,而挖礦的時候,礦工們需要計算乙個nonce,來滿足prev hash(前一塊block的hash)。

因為演算法的不可逆性,,具體做法是調整hash前面0的位數,

舉例:,在5分鐘後被人解了nonce,原因可能是啥?極可能是1.網路某礦工或者某礦池的算力加大了;還有小部分可能是2.運氣太好了;

而在5分鐘就算出了nonce產生了新的block,這時所有節點在寫這個新生成的block的時候都達成了演算法共識,要在新生成的block的hash前面的0多留一位。這樣,在後面礦工計算的時候,難度就加大了(固定長度時,0的位資料越多的hash越難解)。

因此,位元幣保證了接近每10分鐘產生一塊新的塊。

那麼挖礦的時候,成功解出nonce的礦工怎麼得到獎勵的呢?

在嘗試猜nonce,並且成功後,這個礦工第乙個生成新的block的,然後才把資料廣播給鄰近節點的;在生成新的block的時候,第一筆交易被記錄了進去,這裡面包含了造物主轉賬n個位元幣給了這位礦工;

n在最初設定為50,並且在每產生166554個block後n減半,每4年減半的說法**於此。由此,位元幣的邏輯總量最終控制在了2100萬枚左右,如果計算上錢包丟失,總量應該小於2100萬枚。

*.(1).創世塊、第一塊block是中本聰挖到的,所以,中本聰至少擁有50枚位元幣。

spending(【解決】雙重消費的問題)

在沒有**發行機構的p2p貨幣市場中,如果保證錢包使用者不雙重消費一直是讓密碼學家們頭疼的問題,在位元幣誕生之前很多密碼學家的嘗試最終均死於無法防止double spending攻擊。

位元幣的演算法協議設定很巧妙地解決了這個問題,全域性賬單(所有節點都有乙份)上只記錄交易轉賬日誌,不記錄具體每個位址賬戶餘額是多少。

當jim給bob轉5 btc時,所有節點確認資料承認之前,是這樣運算的:

[1] 收到簽名來自jim的轉賬廣播請求;

[2] 使用jim的公鑰驗證jim的簽名;如果不通過就無視掉.

[3] 從全域性賬單中讀取所有關於jim的賬戶的所有資金流動記錄,比如在前兩天,jim挖礦得到了25 btc,在昨天上午,x-sir給jim轉了4 btc,在昨天下午,jim給king轉了20btc(需要扣交易稅,所以支付總額超過20btc),然後算一下彙總,jim的賬戶餘額剩下的足夠扣除需要支付給bob的5 btc,然後jim此筆交易就獲得這台驗證主機節點的確認了,這台主機在驗證通過後把資料加進block,然後廣播到更遠的地方去;

假如在兩天過後,jim再次嘗試給別人轉1 btc時,別的主機在確認時發現jim的餘額不夠支付,於是這筆交易不受到p2p網路承認,然後這筆交易就是無效的,寫不進全域性block。

所以,btc的全域性賬單非常巧妙地解決掉了double spending問題。

有個彩蛋,btc發生過雙花,未受到確認但寫進了block。有興趣研究的同學可以自行google "success to double spending in bitcoin".

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