數字貨幣的挖礦原理（技術篇）_區塊鏈

區塊鏈記賬原理

區塊鏈(1.0)是一個基于密碼學安全的分布式賬本，是一個方便驗證，不可篡改的賬本。通常認為與智能合約相結合的區塊鏈為區塊鏈2.0,如以太坊是典型的區塊鏈2.0

很多人只了解過比特幣，不知道區塊鏈，比特幣實際是一個使用了區塊鏈技術的應用，只是比特幣當前太熱，把區塊鏈技術的光芒給掩蓋了。區塊鏈才是未來，期望各位開發人員少關心幣價，多關心技術。

哈希函數

在講區塊鏈記賬之前，先說明一下哈希函數。

哈希函數：Hash(原始信息)=摘要信息

原始信息可以是任意的信息,hash之后會得到一個簡短的摘要信息

哈希函數有幾個特點:

1.同樣的原始信息用同一個哈希函數總能得到相同的摘要信息

姚前：央行數字貨幣基于賬戶和基于代幣不是非此即彼的關系:證監會科技監管局、前央行數字貨幣研究所所長姚前今日在國際金融論壇（IFF）2021年春季會議上表示，央行數字貨幣基于賬戶和基于代幣的兩條技術路線不是非此即彼的關系。實際上代幣也是一種賬戶，只不過是新型的賬戶，我們稱之為加密賬戶。相比傳統賬戶，用戶對加密賬戶的自主掌控能力更強。（鳳凰網財經）[2021/5/30 22:56:47]

2.原始信息任何微小的變化都會哈希出面目全非的摘要信息

3.從摘要信息無法逆向推算出原始信息

舉例說明：

Hash(張三借給李四100萬，利息1%，1年后還本息…..)=AC4635D34DEF

賬本上記錄了AC4635D34DEF這樣一條記錄。

可以看出哈希函數有4個作用：

聲音 | Eterna Capital CEO：阿聯酋的ICO法規可以推動該國的數字貨幣生態系統:據btcmanager消息，Eterna Capital首席執行官Andrea Bonaceto分享了他對迅速發展的阿聯酋加密貨幣和區塊鏈行業的看法。他表示，阿聯酋完全有能力成為ICO領域的全球領導者。阿聯酋2019年中期的ICO法規可以推動該國的數字貨幣生態系統，由于政府努力促進金融基礎設施的積極現代化，阿聯酋將成為2019年吸引 ICO和區塊鏈相關投資的熱門地點。[2018/12/27]

①簡化信息

很好理解，哈希后的信息變短了。

②標識信息

可以使用AC4635D34DEF來標識原始信息，摘要信息也稱為原始信息的id。

③隱匿信息

分析 | 區塊鏈如果不擺脫數字貨幣陰影 必將無法被主流市場接受:12月26日消息，界面今日發文“數字貨幣的陰影下，區塊鏈的困獸之斗與自我解剖同在”，文中表示，雖然區塊鏈技術被人們所熟知正是由于數字貨幣的火爆引發的，但是如果僅僅只是將區塊鏈技術的應用局限在數字貨幣身上，不去進行更加深度的探索，只會把區塊鏈技術的發展帶入到一個非常狹隘的發展領域里。如果區塊鏈技術擺脫不了數字貨幣的陰影，那么，它就必然無法真正能夠被主流市場所接受，最終淪為一個非主流的技術。并且區塊鏈技術并非是一個獨立的行業，脫離了行業本身，區塊鏈技術并未有任何意義。[2018/12/26]

賬本是AC4635D34DEF這樣一條記錄，原始信息被隱匿。

④驗證信息

假如李四在還款時欺騙說，張三只借給李四10萬，雙方可以用AC4635D34DEF來驗證原始信息

動態 | 臺灣地區數字貨幣納入監管會議未達成一致:8月10日臺媒消息，昨日，臺灣地區“行政院”召開跨部會會議，討論是否將數字貨幣納入監管，由于國際反洗錢金融行動小組（FATF）9月將開會討論此案，與會員轉述稱，“行政院”在FATF達成結論后會再度進行研商。[2018/8/10]

哈希函數的這4個作用在區塊鏈技術里有廣泛的運用。

區塊鏈記賬方法

假設有一個賬頁序號為0的賬頁交易記錄如下:

賬號入賬出賬余額備注說明

王二100190收到xxx貨款

張三10030xxxx

李四12090170xxxx

記賬時間為：2017-10-2210:22:02

區塊鏈在記賬是會把賬頁信息作為原始信息進行Hash,得到一個Hash值，如：787635ACD,用函數表示為：

1Hash(序號0、記賬時間、交易記錄)=787635ACD

賬頁信息和Hash值組合在一起就構成了第一個區塊。

比特幣系統里約10分鐘記一次賬，即每個區塊生成時間大概間隔10分鐘

在記第2個賬頁的時候，會把上一個塊的Hash值和當前的賬頁信息一起作為原始信息進行Hash,即：

1Hash(上一個Hash值、序號1、記賬時間、交易記錄)=456635BCD

這樣第2個區塊不僅包含了本賬頁信息，還間接的包含了第一個區塊的信息。依次按照此方法繼續記賬，則最新的區塊總是間接包含了所有之前的賬頁信息。

所有這些區塊組合起來就形成了區塊鏈，這樣的區塊鏈就構成了一個便于驗證，不可更改的總賬本。

如何挖礦-工作量證明(POW)

記賬是把交易記錄、交易時間、賬本序號、上一個Hash值等信息計算Hash打包的過程。所有的計算和存貯是需要消耗計算機資源的，既然要付出成本，那節點為什么還要參與記賬呢？在中本聰的設計里，完成記賬的節點可以獲得系統給與的一定數量的比特幣獎勵，這個獎勵的過程也就是比特幣的發行過程，因此大家形象的把記賬稱為“挖礦”。

由于記賬是有獎勵的，每次記賬都可以給自己憑空增加一定數量的個比特幣，因此就出現大家爭相記賬，大家一起記賬就會引起問題：出現記賬不一致的問題，比特幣系統引入工作量證明來解決這個問題。

規則如下：

一段時間內只有一人可以記賬成功通過解決密碼學難題競爭獲得唯一記賬權，其他節點復制記賬結果

不過在進行工作量證明之前，記賬節點會做進行如下準備工作：

①收集廣播中還沒有被記錄賬本的原始交易信息

②檢查每個交易信息中付款地址有沒有足夠的余額

③驗證交易是否有正確的簽名

④把驗證通過的交易信息進行打包記錄

⑤添加一個獎勵交易：給自己的地址增加比特幣

⑥如果節點爭奪記賬權成功的話，就可以得到比特幣的獎勵。

工作量證明（POW)

每次記賬的時候會把上一個塊的Hash值和當前的賬頁信息一起作為原始信息進行Hash。

如果僅僅是這樣，顯然每個人都可以很輕松的完成記賬。為了保證10分鐘左右只有一個人可以記賬，就必須要提高記賬的難度，使得Hash的結果必須以若干個0開頭。同是為了滿足這個條件，在進行Hash時引入一個隨機數變量。

用偽代碼表示一下：

#沒有難度時為：Hash(上一個Hash值，交易記錄集)=456635BCD

Hash(上一個Hash值，交易記錄集，隨機數)=0000aFD635BCD

改變Hash的原始信息的任何一部分，Hash值也會隨之不斷的變化，因此在運算Hash時，不斷的改變隨機數的值，總可以找的一個隨機數使的Hash的結果以若干個0開頭，率先找到隨機數的節點就獲得此次記賬的唯一記賬權。

TOC龍貓幣運用的就是這樣的工作量證明的挖礦原理，CPU越好越容易挖到礦，算力較低的處理器甚至可能會被搶礦，有興趣可以下載一個測試一下，只要擁有一個龍貓幣錢包就可以了。

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