通俗易懂:比特币挖矿原理。由于比特币系统是完全开源的,在这套开源的代码里,包含了挖矿的功能,只要一个人懂代码,就可以把这套代码进行编译部署,加入到比特币网络里面去,把挖矿功能开启,那你的宿主机开始挖矿了。在比特币系统,通过自身的算法可以动态调整全网节点的挖矿难度,保证每过大约10分钟,比特币网络中,就会有一个节点挖矿成功;这个关系就是:挖矿,是比特币系统发行自身数字货币,也就是比特币的必经之路。
我们使用散列算法来验证区块链中区块的正确性,具体方法是将某个区块中的previous hash与前一个区块的hash进行对比,确保两者相等。基本的区块链函数。我们创建了一个newBlock变量,将前一个区块的哈希值保存到PrevHash字段中,确保区块链满足连续性要求。区块链中已经有一个创世区块。也就是说,我们成功通过POST请求发送了区块,这个操作触发了挖矿过程,当且仅当Proof of Work得以解决时,新的区块才能添加到区块链中。
200行Go代码实现区块链——挖矿算法。这个算法称为工作证明算法(Proof-of-Work)[3],它是比特币和以太坊这两种最流行的加密货币的基础。比特币使用 Double SHA-256,它将 SHA-256 求得的哈希值作为输入再次计算 SHA-256 哈希值。BPM = BPMnewBlock.isHashValid(calculateHash(newBlock), newBlock.此外相比 Proof-of-Work,Proof-of-Stake 算法[8]正越来越受到关注和青睐,你也可以学习如何将本文的 PoW 算法改为实现 PoS 算法。
上一期我们讲了关于区块链的基本知识,链接在这《区块链入门教程第一期:区块链》,今天我们就来讲一下区块链关于挖矿的知识。因为每个区块的后面,只能跟着一个区块,你永远只能在最新区块的后面,生成下一个区块。也就是说,只有通过极其大量的计算,才能得到当前区块的有效哈希,从而把新区块添加到区块链。Nonce 是一个随机值,矿工的作用其实就是猜出 Nonce 的值,使得区块头的哈希可以小于目标值,从而能够写入区块链。
如何用Python快速实现区块链?创建新区块的时候,矿工需要选择一组交易,把上一个区块的hash值加进来,然后按照上述的方式开采当前区块。第一个提交合法区块的矿工可以将自己的区块追加到区块链,并获得比特币的奖励。如果新区块是在区块链1上开采出来的,那么区块链2就失效了,所以前一个区块的奖励就要给区块链1中的矿工,且区块链2中的交易不会被加入区块链,所以它必须返回交易池与区块链1同步,然后继续下个区块。
从零到壹学习共识算法第一讲:通过一个App的演示深入理解区块链运行原理。从零到壹学习共识算法为一个系列,一共18讲,包括通过一个App的演示深入理解区块链运行原理、go 实现简单的区块链、拜占庭、PoW、PoS、DPoS、Paxos、Raft等,为大家详尽的介绍共识算法的学习过程。hash值是由index, previous block hash, timestamp, block data 和 nonce 作为输入数据计算而得。isValidHashDifficulty(hash)) { nonce = nonce 1;
为了同时确保不损害区块的hash,交易被hash为一棵Merkle Tree7[5],这个Merkel Tree只有root节点被包含进了这个区块的hash。这里就体现出区块链系统的精妙之处,它不存储交易,而是使用Merkel Hash Tree的方式存储Root Hash,达到”0知识证明“。个人并不一定需要这个区块,而是具有这个区块的”hash“(索引)就足够了,有IPFS,公共节点,信任度高节点帮助存储这些区块。”0知识证明“保证了区块是绝对正确的而不是伪造的。
这个观点有一定的误导性,比特币全网的算力只要是求一个算法,即SHA256算法的HASH值,这是比特币网络的工作量证明机制的要求。比特币是不是货币这个问题的答案很重要。如果比特币没有被公认为货币的话,那么比特币网络算力的价值非常小,小到微乎其微,比特币的价格完全是被炒上去的,充满了泡沫。但目前比特币并没有成为公认的货币,所以现在看来,比特币网络算力的最大价值就是,能挖出比特币卖钱,这样的比特币更像是商品。
加密货币和区块链(二):分布式共识与去中心化。加密货币和区块链是不同概念,我尽可能把两者分开讨论,但因为是加密货币让区块链概念产生和得到关注,目前也是区块链上最主要的应用。简单地说,就是恶意节点在区块链网络中利用重连机制把一个或多个节点完全包围,在这种情况下恶意节点可以完全过滤或延迟被攻击的节点收到和发出的所有数据。一些区块链社区新提出的协议,比如 Algorand 等,开始试图解决区块链的一些弊端。
接下来,这将导致2号区块的哈希值发生变化,进而影响存储在3号区块的哈希值。当矿工们通过“挖矿”来产生新区块并添加至区块链上时,其中验证及添加区块涉及到的共识系统被称为“工作量证明”。例如,挖出新区块的矿工们可以成为新区块的临时决策者,将短暂地成为新区块的独裁者,并有权决定将哪些交易添加至该区块。其实,矿工们有一个非常困难但却很快的鉴定规则,那就是任意一个区块在无效区块上挖矿,即被认定为无效区块。
比特币→区块链是比特币的底层技术,或者比特币→比特币是一种区块链。一旦一个区块被添加到区块链中,除非让剩余的其余区块失效,否则它是不会再被改变的。因为创建一个有效的区块太容易了,人们可以篡改链中的某一个区块,然后重新计算所有区块的 hash。所以你可以篡改区块,然后计算所有其他的区块,最后添加任意多你想要添加的区块。然而我们在途中也偷了懒:我们的区块链只能在一个区块中存储一笔交易,而且矿工没有奖励。
如何快速学习了解区块链?如下图是官网给出简化区块链结构图,一个区块有区块头和交易组成,每一个区块头部主要包含前一区块hash,merkle root data,时间戳,计算器等值,可用于工作量证明。针对这中情况,比特币中采用merkle树,merkle root data被存储在区块头中, 交易数据hash后两两合并在hash(如果区块中交易数为单数,则取最后一笔交易凑足双数节点),直到归并为一个hash节点merkle root data。
区块共识:编织区块链的算法,包含创世区块以及调整全网挖矿难度。一个区块链最重要的是区块,所以我们从区块开始。一个区块包含两部分,分别是区块头和区块体,区块头是一个区块的元数据,区块体就是包含交易的列表,所以我们直接设计交易体。国内区块链项目 Metaverse 元界 CTO 陈浩,带你少做弯路地入门区块链,通过通俗易懂的语言从 0 开始,教你掌握区块链的基础知识,构建区块链体系架构,梳理区块链学习路径。
详解POW与如何应对量子计算机的威胁。比特币系统中的工作量证明指,一个比特币节点要用循环运算找到一个随机数,这个随机数和节点接收到的交易信息一起被哈希后的值首部有若干个 0。区块头部包含了区块版本、前一个区块的哈希值、本区块默克尔树哈希值、当前时间戳、难度目标值、随机值 nonce。第四步:如果节点计算出的区块头部哈希值小于区块头部的难度目标值,则表示该 nonce 符合要求,完成 POW。
初识区块链。解:区块链是以比特币为代表的数字加密货币体系的核心支撑技术,是包含了交易信息的区块按照时间顺序连接起来的数据结构,由单个带有版本号的区块(包括区块头及区块体)构成。区块头包含三组区块元数据。第一组元数据是前区块哈希值,用于区块的连接。所有节点进行验证,若区块哈希值的确小于目标哈希,且区块的数据结构、时间戳、字节大小等全部有效,则达成共识,该挖矿节点获得记账权且赢得交易费和比特币的奖励。
所以现在我们有了一组运行比特币软件的节点,这些节点连接在一起形成一个比特币n/w。Alice想通过Bob的比特币钱包发送5比特币,这个钱包创建了一个交易,并将其插入比特币的n/w节点。工作量证明基本上确保了矿工不作弊,他们负责比特币的生成和创建新的区块添加到区块链。我们无法相信网络中的每个人都是诚实的,因此,我们如何确保矿工不会通过在区块中添加交易、给自己带来比特币,来创建对自己有利的区块。
美国国家安全局(NSA)一直都是哈希算法标准方面的先驱,他们最早提出安全哈希算法,也就是SHA1,这个算法输出的是160位固定长度的字符串。当哈希算法被集成到区块链协议中的时候,更老一些的比特币选择了SHA256算法,而以太坊选择了改良版的SHA3(KECCAK256)作为PoW的算法。哈希算法的未来。最初的哈希算法标准之一是MD5哈希,它被广泛的应用于文件完整性验证(校验和),同时在网络应用的数据库中用于储存哈希密码。
由于每个区块包含前一个区块的HASH值,这就使得从创世块到当前块形成了一条块链,每个区块必定按时间顺序跟随在前一个区块之后,因为如果不知道前一块区块的HASH值就没法生成当前区块。区块加入区块链中有三种方式:一种是连接到主链上的,第二种是从主链上产生分支的(备用链,即区块链产生分叉),最后一种是在已知链中没有找到已知父区块的,需要等到父区块到来后才把该区块加入到区块链中。
在比特币区块链出现后,又出现许多其他电子币区块链。观察序号为#1和#2的区块的内容,结合创世区块,可看到由区块串成区块链的方法。每个区块中有一个字段就是上一区块HASH,同时计算本区块的HASH,本区块HASH必须出现在下一个区块中的字段里。区块链结构设计好后,怎么保证遵守有条不紊且避免攻击的增加新区块,以及由谁来增加新区块使区块链延续下去。目前应用较多的区块链是比特币区块链,狗狗币区块链与瑞波币区块链。
比特币黄金首遭“51%攻击”,可能动摇数字货币世界的根基。2018年5月中,“51%攻击”在区块链世界中爆发,比特币的分叉币之一BTG(比特币黄金)不幸沦为受害者。此次攻击中,比特币黄金开发团队公告显示攻击者掌控了BTG网络的大比例算力,从而针对交易所发动“51%攻击”,成功实施“双花交易”。攻击者向自己发送了超过38万个BTG。由于他掌握超过51%算力,区块链条A比公共区块链条B更长,全网被迫认可区块链条A,区块链条B则作废。
数字货币51%攻击简史。2018年4月4日,Verge被第一次51%攻击,对Verge的攻击相当复杂,Verge为了避免算力的集中化使用五种算法,项目在五种算法间不断切换,攻击者正是利用Verge算法的漏洞,修改了区块链的时间戳,从而降低了Verge的难度,并使用远低于51%的算力攻击成功。在发现第一次攻击后,比特黄金团队建议交易所等待25个区块或者更多区块确认后再恢复交易,但两天后,开发团队建议增加到50个区块确认后再恢复交易。
比特币软件设定:每10分钟产生一个区块,初始四年里,矿工每发现一个新区块的奖励(新发行币)为50个比特币,以后区块奖励每四年减半(或准确说是每隔210,000个块),即后续四年每一个区块新发行25个比特币,再过四年一个区块新发行12.5个比特币,以此类推。区块和区块链:一个区块就是若干交易数据的集合,它会被标记上时间戳和之前一个区块的独特标记。每个区块中,除了十分钟内的转账交易数据之外,还有一个区块头。
每天五分钟,玩转区块链(5):区块链关键技术。区块链之所以被称为“链”,就是因为其数据结构的巧妙设计:多个收支记录打包为一个数据块(第一条记录指定为挖矿所得),数据块附加有描述信息(头部信息),其中除了版本号/数据校验值/时间戳/难度值/随机数等常规信息外,还包含了前一个数据块的哈希值,这也是区块链机制中,数据不可修改的原因---所有数据都是通过这种链状的结构链接起来。
区块链开发入门学习线路图(小白珍藏版)本节主要涉及到计算机密码学Hash摘要算法,讲解了Hash的算力和各种Hash算法的对比,比特币地址的产生和Hash关系,Hash碰撞算法以及挖矿的原理,比特币区块Hash值等。比特币是世界上最知名的区块链产品,学习区块链必须从比特币开始。交易是比特币系统的核心,比特币交易的原理及交易脚本是区块链的精髓。区块上的数据主要就是区块头和交易信息,交易记录的保存则是区块链真正的价值体现。
这个制造新区块的过程被叫做挖矿,制造新区块就是把最近收到的帐单打包在刚制造的区块里。每个新区块必须包含全局表上的上一个区块的 hash 值,BTC 网络自我调节难度,让每 10 分钟大约产生一个新区块。从最新版的区块继续演算。所有的 比特币client 都被设置成,每 210000 个区块,生产新区块的人被认可凭空获得的比特币数量比之前的少一半(如果这个时候他还在包内写上自己获得 50比特币,其他人不会确认他的这个区块)。
对比特币感兴趣的人或多或少应该都听说过“加密哈希函数(cryptographic hash function)”这个术语。这种密码都是通过哈希函数运行的,存储的就是该密码信息的哈希摘要。Python简单哈希函数。这样你就创建了一个函数——hash,该函数将计算出某一特定的使用MD5哈希算法的字符串的哈希值。比特币哈希函数。在比特币协议中,哈希函数是区块哈希算法的一部分,区块哈希算法可以用来通过挖矿流程将新的交易编写到区块链中。
区块链核心技术演进之路-算法演进。NSA于2007年正式宣布在全球范围内征集新新一代(SHA-3)算法设计,2012年公布评选结果, Keccak算法最终获胜成为唯一官方标准SHA-3算法,但还有四种算法同时进入了第三轮评选,分别是:BLAKE, Gr?STL, JH和SKEIN,这些算法其实也非常安全,而且经受审查,被各种竞争币频繁使用。比特币采用SHA256算法,该算法属于SHA-2系列,在中本聪发明比特币时(2008)被公认为最安全最先进的算法之一。
[区块链]共识算法(POW,POS,DPOS,PBFT)介绍和心得POW:Proof of Work,工作证明。但要说能起到替代作用,DPOS来单独替代POW,POS或者POW+POS也不太可能,毕竟存在即合理。一言以蔽之,共识最好的设计是模块化,例如Notary,共识算法的选择与应用场景高度相关,可信环境使用paxos 或者raft,带许可的联盟可使用pbft ,非许可链可以是pow,pos,ripple共识等,根据对手方信任度分级,自由选择共识机制,这样才是真的最优。
区块链是比特币的底层技术框架,比特币是基于区块链的一种产品表现,比特币是区块链技术的第一个应用,也是目前最成功的一个应用;下图一个大块就相当于一个区块,上面带颜色的是区块头,灰色的是除了头之外的部分,共同构成了一个完整区块。公共区块链是指全世界任何人都可读取的、任何人都能发送交易且交易能获得有效确认的、任何人都能参与其中共识过程的区块链——共识过程决定哪个区块可被添加到区块链中和明确当前状态。