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挖礦過程如何支持貨幣?

  • January 21, 2016

為什麼需要開採比特幣?它本質上是一種分配機制,以確保比特幣不被少數(富有的)個人從一開始就可能只是囤積比特幣而不是被鼓勵使用它們嗎?

無論如何,開採比特幣的(不斷增長的)費用是否會產生這種影響 - 專業的比特幣採礦公司(擁有昂貴的硬體機架)可以有效地使其他任何人都無法開採比特幣 - 這意味著貨幣無法均勻過濾通過網路,但最終在高級使用者周圍凝結……

挖礦不僅僅是確保比特幣初始分配的一種方式。碰巧硬幣是通過挖礦分發的,因為這樣做既簡單又有用,所以這可能有點誤導,但即使在所有比特幣(~21MBTC)都已分發之後,挖礦仍然必不可少。

採礦並非旨在分發硬幣。恰恰相反:分發硬幣是為了吸引礦工。網路需要它們。

挖礦是使比特幣成為可能的核心機制。比特幣區塊鏈(即交易歷史)需要不斷更新。實際上,大約每 10 分鐘就會將一個區塊添加到鏈中。挖礦是允許信任整個網路的小奇蹟,無需信任任何單個參與者¹。這個想法是為塊的創建增加一些人為的難度,以便只有少數塊被呈現給網路以供考慮(和有效性檢查)。這樣,網路可以選擇哪個區塊將被接受為下一個參考,而沒有人可以完全控制區塊的創建。

建造這些區塊的礦工的辛勤工作必須得到補償(硬體設備和電力並不便宜)。因此,獎勵已包含在新創建的塊中。目前,獎勵主要由新鑄造的硬幣構成。但鑑於採礦過程對比特幣生態系統至關重要,當硬幣創造將在大約 130 年後完全停止時,這種獎勵必須(並且“希望”將)被交易者支付的費用所取代。

  1. 假設沒有人可以訪問超過網路總計算能力的 50%。

這個答案是從我對這個重複問題的回答中復製而來的:https ://bitcoin.stackexchange.com/a/10351/1307


你應該從這裡開始:http ://www.youtube.com/watch?v=GmOzih6I1zs

正如影片中提到的,需要挖礦來確保公平並保持網路穩定、安全和可靠。

現在,讓我們看看這意味著什麼。但首先非常簡要地解釋一下挖礦的原理。

礦業

比特幣網路由節點組成,這些節點都儲存一個包含所有交易的數據庫,稱為區塊鏈。該數據庫由一長串區塊組成,每個區塊都包含一個或多個交易。礦工基本上所做的是將所有未確認的交易捆綁到一個區塊中。區塊的形式必須滿足一定的條件才能被認為是有效的。這種情況被稱為工作量證明,並不容易理解。當礦工發現一個有效的塊時,它可以將其塊發送到網路,其他人將對其進行驗證。當它確實有效時,所有客戶端都會將它添加到他們的區塊鏈中。礦工每發現一個有效區塊,就有權分配一定數量的比特幣給自己,稱為區塊獎勵. 他們還獲得了包含在他的區塊中的所有交易的所有交易費用。通過這種方式,新的比特幣被添加到網路中,並且可以確保交易可以被確認。

公平

由於比特幣是點對點的,並且沒有中央機構來控制它,所以每個人都可以向網路發送任何類型的交易,無論它是否有效。你可以簡單地發送一筆交易,將別人的硬幣發送給你自己。

幸運的是,網路中沒有人會接受您的交易。當您想從某個地址花費比特幣時,您需要使用該地址的私鑰簽署交易。網路中的其他客戶端可以驗證您是否擁有該私鑰,因為他們擁有公鑰。此方法基於公鑰密碼術

因此,當礦工試圖將未確認的交易捆綁到一個區塊中時,他們首先需要確認每筆交易,以確保其區塊中的所有交易都是有效的。如果不是,其他客戶端在將其發送到網路時將不會接受他們探勘的塊。

通過這種方式,礦工確保人們只能使用他們擁有的比特幣。

穩定

這是最不難理解的。比特幣協議設定了挖礦問題的難度,因此某個礦工平均每 10 分鐘就可以找到一個新區塊。這樣,一筆交易平均需要 10 分鐘才能得到確認。

然而,在一個交易被包含在一個區塊中之後,它仍然不是不可逆的。這並不容易理解,但是當礦工嘗試探勘一個新區塊時,他們會在該區塊中包含前一個區塊的編號和 ID。因此,假設某人開采了 100 號區塊,該區塊位於 99 號之後。有可能其他人沒有註意到有人在 99 號之後找到了一個有效區塊,並且自己也製作了一個有效數字 100,我們稱之為 100’。在這種情況下,大多數客戶端只會接受他們收到的第一個塊。但是可能會發生另一個礦工首先收到 100’ 並且會在 100’ 而不是在 100 上找到一個塊。然後我們有以下情況:

98 - 99 - 100
     \ _ 100' - 101'

當客戶注意到這種情況時,他們總是會選擇最長的現有鏈(僅由他們認為有效的塊組成)。這意味著塊 100 將被丟棄,而 100’ 和 101’ 或者現在是主鏈的最後兩個塊。這意味著由區塊 100 確認的交易現在可能不再被確認。幸運的是,發現區塊 100’ 或 101’ 的礦工可能也知道該交易,並且很可能他們也將其包含在其中一個區塊中。但有可能他們沒有這樣做,因此可以撤消交易。

出於這個原因,大多數客戶和商家要求一筆交易至少要經過 6 個區塊的確認。這意味著它必須包含在其後至少有 5 個塊的塊中。

平均 1 小時後,交易將被視為確認,這一事實使其處於穩定狀態。確認超過 1 小時的交易很少會再次被撤銷。

安全和安保

前面關於穩定性的部分已經包括了挖礦的一些安全方面。很明顯,礦工讓比特幣區塊鏈值得信賴。當一筆交易被包含在一個區塊中,並且經過了 5 個或更多其他區塊時,您可以確定接受它作為付款是不可逆轉且安全的。

同樣清楚的是,比特幣作為支付系統的安全性掌握在礦工手中,每當他們中的一個人解決一個區塊時,他都有權決定他接受區塊鏈的哪些交易。

大多數情況下,所有礦工都是公平的,他們將包括盡可能多的有效交易。每當一個礦工不公平並且選擇性地排除某些交易時,其他一些礦工可能會將其包含在下一個區塊中。

然而有一個缺陷。當一個礦工的計算能力超過所有其他礦工的總和時,它總是可以以比其他礦工更快的速度創建新塊。這給了他對區塊鏈的很大權力,這是不惜一切代價避免的。這個漏洞被命名為 51% 攻擊。這個答案總結瞭如果某人擁有 51% 的網路計算能力可能發生的後果。

但這是一個安全漏洞,這與礦工為什麼要挖礦有什麼關係?好吧,隨著越來越多的人挖礦,總的計算能力會提高,並且有人要執行這樣的 51% 攻擊會變得更加困難。目前,擁有能夠執行此類攻擊的硬體將非常昂貴,即使不是完全不可能,在經濟上也是不可行的。因此,每個礦工都為網路貢獻自己的力量,確保只有公平的礦工才能找到區塊,並且網路對於人們信任是安全的。

引用自:https://bitcoin.stackexchange.com/questions/910