為什麼會存在比特幣挖礦?它是如何工作的?


什麼是加密貨幣

一種使用加密貨幣協議的數字貨幣。一種促進交易的數字交易所媒介。加密貨幣基於區塊鏈技術。這是一個具有不可逆轉交易的無邊界支付系統。

無國界:向海外匯款既昂貴又需要一段時間。
不可逆轉的交易:交易不能被取消或逆轉。我將舉一個信用卡交易的例子。如果涉嫌欺詐,我們可以將交易通知我們的信用發卡銀行。即使你已經執行了交易,銀行也可以標記和取消交易。當我解釋金融機構使用的電子支付網絡時,將在下面概述這一點。

什麼是區塊鏈

區塊鍊是一種去中心化的公共分類賬,用於保存金融交易信息。它通常包括以下信息:

交易發生的時間(時間戳)
轉移了多少(加密貨幣的數量)
這些交易發生在哪個錢包之間?

一旦財務數據上傳到公共分類賬上,就無法更改。交易是不可逆的。

區塊鏈如何運作

我們知道什麼是區塊鏈。但它是如何工作的?

假設有2 個人想要交易。 A 想給B 50 美元。

當人A 進行交易時,它由一個塊表示。該塊被上傳到網絡,待批准。我將使用最古老的方法來驗證交易——工作共識證明,也稱為挖礦。礦工網絡競爭驗證交易。一旦金融交易得到驗證,交易就完成了,並且區塊被添加到現有的公共分類賬中。

還記得區塊鏈的定義嗎?是的,它是去中心化的公共分類賬。因此,塊連接在一起——區塊鏈……非​​常有創意。

為什麼我們需要浪費精力來批准交易?

這是為了防止雙花問題。雙花只是意味著兩次發送相同的錢。例如,當你有20 美元的現金並且你把它花在一件外套上時,你就不能再花同樣的錢了。

像加密貨幣這樣的數字貨幣必須防止雙花問題。數字貨幣可以輕鬆複製。它只是屏幕上的一個數字,容易被操縱甚至被黑。

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照片由PickawoodUnsplash與傳統銀行系統的比較

讓我們來看看傳統銀行系統如何防止它。當資金從一家銀行轉移到另一家銀行時,它不是直接交易。

在美國,資金通過自動清算所(ACH) 系統轉移。 ACH 網絡充當金融中心。

我們的數字交易看起來是即時的,實際上需要1-2 個工作日才能完全結算。受信任的第三方授權交易。這意味著金融機構承擔信用風險並確保交易發生。如果出現問題,促成交易的金融機構將承擔責任。

在區塊鏈中,如果交易失敗,沒有中央金融機構承擔責任。因此,區塊鏈通過讓他們的計算機網絡參與驗證交易來解決這個問題。

加密貨幣交易可以在幾分鐘內完全結算。而不是我們在1-2 個工作日內結算的傳統金融交易。

共識算法同步計算機網絡。一種用於驗證交易的算法是工作共識證明。

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照片由伊万·肯尼迪Unsplash比特幣

在最初的白皮書中,比特幣被描述為

點對點電子現金系統— 比特幣白皮書中的中本聰

比特幣是一種數字貨幣,具有類似貨幣的商品屬性。什麼被認為是類似貨幣的商品?

便攜:可以將大量比特幣存儲在錢包中。它可以很容易地交易給另一個用戶。
可替代性:1 個比特幣的價值與另一個比特幣相同。例如,無論現金的標識符如何,50 美元都等於50 美元。
恐慌:只有2100 萬個比特幣。
可識別:開采的每個比特幣都有一個唯一的標識,
可分割性:1 BTC 可分為兩個0.5 BTC 或四個0.25 BTC。有趣的事實是,比特幣的最小單位稱為Satoshi。

工作共識證明

比特幣使用工作量證明(PoW) 共識來驗證交易。如上所述,這是為了防止雙花問題。 PoW 的靈感來自Hashcash。

什麼是哈希現金?

它是一個PoW 系統,用於限制電子郵件垃圾郵件並防止拒絕服務(DOS) 攻擊。它是一種加密貨幣協議。比特幣算法採用SHA-256算法,最初由美國國家安全局(NSA)於2001年開發。 SHA-256加密貨幣算法也常用於現代網站的SSL認證。

為什麼要費心去理解SHA-256 算法?

通過了解SHA-256 算法,我們可以了解加密貨幣的內部工作原理,以及它如何使用加密貨幣來為我們提供安全和隱私。它還提供了對比特幣挖礦的理解。

SHA-256 加密貨幣算法

SHA-256 接受輸入並產生固定長度的輸出,這稱為哈希。哈希的具體長度為32 個字節,以64 個字母數字字符顯示。

加密貨幣本質上是混淆隨機字符以混淆真實信息。擁有固定長度的輸出意味著沒有人可以猜測輸入有多長或多短,從而提高了安全性。

當給定相同的輸入時,SHA-256 將始終產生相同的輸出,這是一種單向函數。幾乎不可能破譯。 SHA-256 的計算效率高於普通計算機可以執行的計算。

SHA-256 和PoW

在PoW 網絡中,計算機競相解決複雜的數學問題。計算機是如何開始解決問題的?

它從塊頭中可用的數據開始。

什麼是區塊頭?

當你發送加密貨幣時,區塊頭將包含諸如版本號、時間戳、前一個區塊中使用的哈希、隨機數和目標哈希等信息。

隨機數

“使用一次的數字”的縮寫。生成隨機數以修改函數的結果。這是塊頭中唯一未預先確定的值。礦工競爭以獲得適當的隨機數值。當插入算法的nonce 值生成低於或等於目標哈希的哈希值時,它被接受為解決方案。

計算機正在絞盡腦汁來獲得適合拼圖的nonce 值。成功獲得適當nonce 值的礦工將獲得獎勵,並將該區塊添加到公共分類賬–區塊鏈中。

找到解決方案的計算機廣播到對等網絡。這向其他機器證明了他們的工作,其他機器然後競爭解決下一個塊。一個新問題出現了,計算機之間的競爭開始了。

結論

加密貨幣由加密貨幣協議組成。比特幣需要挖礦來驗證交易以防止雙花。
比特幣使用SHA-256 算法,該算法始終具有固定長度的輸出。這使得礦工可以專注於一個特定的目標來猜測——隨機數。

隨機數用於驗證交易。一旦礦工得到一個等於或小於目標難度的nonce 值,該解決方案就被接受。該區塊添加到區塊鏈中,找到解決方案的礦工將獲得比特幣獎勵。

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