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BTC运行的原理是什么?

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  • 2021-09-09 11:27
  • admin

大家都知道BTC的目的,是塑造一个大家都不可以篡改的账本。要理解BTC的运行原理,大家先来理解两个定义。

什么叫SHA256运算呢?这个函数不论什么东西用它算完,都能生成一个唯一的256位的二进制数。而且它还有一个好处:只有这串数字的话,是没法倒推出原始信息的。就像大家买的电影票都有一个条形码,大家没法从条形码知晓电影的内容,但大家可以从条形码的差异分辨出是否同一个电影那样。所以SHA256函数就特别便捷对比2条信息是不是一致。

譬如,我要给其他人汇比特币,买卖信息发出去,再附上这条信息的SHA256函数值。其他人收到买卖信息就能验证,汇钱的内容是否被改动过。他只须把买卖信息用SHA256函数算一下,再和我附上的SHA256函数值对比一下,假如相等,就说明没被改过。

大家再来讲“私钥”和“公钥”。这是加密技术出现两千年后的一次飞跃。在1978年,新的钥匙技术出现了,叫做“非对称钥匙”。也就是说,加密和解密用的不是同一把钥匙,其中任选一把加密的话,另一把钥匙就可以解密。具体来讲是如此--两把钥匙,大家任选其中一把,永远保留在自己手里哪个也不告诉,叫做“私钥”,另一把钥匙呢,需要公开给大伙,大家都可以看见,叫做“公钥”。公钥-私钥是通过一种非常巧妙的、不可逆的数学计算,关联成对儿的。

那公钥-私钥如何使用呢?譬如,其他人要给我发加密消息,只须查到我的公钥,然后用公钥把消息加密后发给我就好了。我收到这条密文,用我一个人的私钥套就可以解开。整个过程没传递过任何钥匙,加密解密却完成了,所以安全性大幅提升。

而且公钥-私钥系统,不光能完成加密解密,还能完成另一个更有用的功能一-签名。

但电子信息中,大家都可以敲出“蚂蚁”两个字,如何确认一条支付信息是经由我确认的呢?非常简单,只须把公钥-私钥反着用就好了。正着用的逻辑是,哪个要给我发消息,请用公钥加密,我收到后用私钥解开。而签名功能是反着--当我要向其他人证明一条信息是我本人发出的,我先用我们的私钥给信息加密,再把加密后的内容广播出去。其他人如何能确定这条消息肯定源于我呢?其实只须是用我的公钥去解一下就好了。假如解开了,就说明当初这条加密信息是用这把公钥对应的私钥加的密。而哪个有蚂蚁的私钥呢,这世界上只有我一个人有。所以,就能证明这条消息是从我这里发出的。好,这两个要点大家再复习一下:SHA256函数运算有哪些用途,是为了确认原文是不是被改动过;公钥-私钥,是用来确认买卖信息签名的。1

那他是如何运行的呢,比如A是如何把50BTC转账给C的。第一,A的推广客户端软件要把这个原始信息公布出去。此外,A还要把它的公钥公布出去,这是为了之后让其他人验证签名用的。最后还需要公布,A自己私钥加密过的原始信息的哈希值,也就是SHA256函数的值)。当这3部分消息广播到BTC互联网后,立刻就会有其他BTC参与者帮忙验证。这部分人就是大家俗称的“矿工”。第一把A发的原始信息做SHA256的运算,得到一个原始信息的哈希值。过程是先用私钥对它加密,假如之后还可以用公钥解开,就说明这里包含的加密信息是A授权认同的,并且支付内容没被篡改。就像大家买的电影票都有一个条形码,大家没法从条形码知晓电影的内容,但大家可以从条形码的差异分辨出是否同一个电影那样。经过这一番确认,这条买卖即使是合格了。

而矿工要验证一千条左右的买卖信息,把它们按肯定格式打包,这个数据包就叫做“区块”。这个区块就大概成为区块链这条链上的最新的区块,被挂在末尾。而哪个有资格把自己制作的区块放在主链的末尾呢?就是所有矿工哪个最早在运算结果中出现一个前72位都为零的二进制数,哪个制作的区块就有资格最后挂在主链的最后一个。基本上需要整个BTC互联网所有些算力加在一块,大约10分钟,才会诞生这么一个幸运者。但凡成功提交这个区块的人,系统奖励他50比特币。但这个奖励可不是千篇一律的,每往后推进21万个块,奖励就会减半,直到几乎没可以减半的时候。还有一部分来自买卖额的提成,大约挖出一个块只有零点几个币的提成。

假如计算机性能不断提高,算得愈加快,那不就非常难保证一致性了吗,只须把幸运号码的需要改成前73个都是零,有需要继续增加就好了。如此一来,就能一直控制全网一直每10分钟出一个块。还要一个问题倘若有两个人在同一秒钟提交了正确的区块,以哪个的为准呢?大家只须再等10分钟就好了。因为BTC协议中只认同最长链,所以什么分叉上最早出现了下一个块,那这个分叉就会更长,就会成为以后的主链。而这个规则,也能讲解为何区块链非常难让人恶意篡改。

由于假如有一个人期望篡改一条买卖,全网所有些矿工都工作在最长的链,那这个黑客只能期待自己一个人在这条支链上的推进速度,比全互联网所有矿工推进主链的速度还要快才行。

以上就是BTC工作原理的简介,大家可以看出它问题不少。譬如为了达成协议,也就是哪个能把自己打包的区块提交到互联网中,每台机器都在做很多无意义的计算。而挖BTC的耗能和智利全国总耗电量是一样的,这种徒增出来的能耗从任何意义上说都是有害的。另外,这个互联网买卖频率上限是每秒钟7笔,实质应用上大约也就是1-2笔。这个数字实在是太少太少了。VISA卡每秒可以处置几千笔买卖,“双十一”时阿里巴巴每秒可以处置接近10万笔买卖。所以优势和弊端都异常突出的BTC想成为主流货币还是路漫漫其修远兮。除去资金投入大家还有美好的生活。

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