比特币的merkle树

❶ 比特币挖矿一定要用计算机嚒我们为什么不能用纸和笔来计算呢

比特币其实是一个毫无用处的一串数字，但是被大家公认为有用，它就像钻石、古董、字画、游戏皮肤等被赋予了价值。既不能吃，也不能用，但我们还是会认可它们的价值。

“挖矿”仅仅只是让更多的人参与进区块链网络的建设中来，这么多的电费用来“计算”一串虚拟的数值这样真的好吗？比特币并不是一个保值的东西，价格浮动较大，炒比特币可能一夜暴富，也可能一夜变成穷光蛋。比特币也并非宣称那样安全，2014年全球最大的比特币交易网站MtGox被黑客入侵导致破产，价值4.67亿美元的比特币瞬间蒸发。犯罪分子用它来洗钱、逃税等等，政府想去调查也是相当困难的一件事。以上个人浅见，欢迎批评指正。认同我的看法，请点个赞再走，感谢！喜欢我的，请关注我，再次感谢！

❷ 什么是Merkle Tree

什么是Merkle Tree

Merkle Tree，是一种树（数据结构中所说的树），网上大都称为Merkle Hash Tree,这是因为 它所构造的Merkle Tree的所有节点都是Hash值。Merkle Tree具有以下特点：

1. 它是一种树，可以是二叉树，也可以多叉树，无论是几叉树，它都具有树结构的所有特点；
2. Merkle树的叶子节点上的value，是由你指定的，这主要看你的设计了，如Merkle Hash Tree会将数据的Hash值作为叶子节点的值；
3 非叶子节点的value是根据它下面所有的叶子节点值，然后按照一定的算法计算而得出的。如Merkle Hash Tree的非叶子节点value的计算方法是将该节点的所有子节点进行组合，然后对组合结果进行hash计算所得出的hash value。

❸ 比特币如何算

比特币计算需要以下参数：
1、block的版本 version
2、上一个block的hash值: prev_hash
3、需要写入的交易记录的hash树的值: merkle_root
4、更新时间: ntime
5、当前难度: nbits

挖矿的过程就是找到x使得
SHA256(SHA256(version + prev_hash + merkle_root + ntime + nbits + x )) < TARGET

上式的x的范围是0~2^32, TARGET可以根据当前难度求出的。除了x之外，还可以尝试改动merkle_root和ntime。由于hash的特性，找这样一个x只能暴力搜索。
一旦计算者A找到了x，就可以广播一个新的block，其他客户端会验证计算者A发布的block是否合法。
如果发布的block被接受，由于每个block中的第一笔交易必须是将新产生25个比特币发送到某个地址，当然计算者A会把这个地址设为计算者A所拥有的地址来得到这25个比特币。

❹ 关于比特币以及相关数字货币的几个严重疑问

block的版本 version

上一个block的hash值: prev_hash

需要写入的交易记录的hash树的值: merkle_root

更新时间: ntime

当前难度: nbits
挖矿的过程就是找到x使得
SHA256(SHA256(version + prev_hash + merkle_root + ntime + nbits + x )) < TARGET

上式的x的范围是0~2^32, TARGET可以根据当前难度求出的。除了x之外，你还可以尝试改动merkle_root和ntime。由于hash的特性，找这样一个x只能暴力搜索。

一旦你找到了x，你就可以广播一个新的block，其他客户端会验证你的block是否合法。如果你的block被接受，由于每个block中的第一笔交易必须是将新产生25个比特币发送到某个地址，当然你会把这个地址设为你所拥有的地址来得到这25个比特币。

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比特币从开始到现在的每一笔交易记录都保存在网络上，整个比特币网络维护的一个巨大的交易记录文件（现在大约12G）。 这个文件的更新周期平均是10分钟，新加入的交易记录叫做一个block，而这个硕大的文件由一串block组成，叫做block chain.

为什么是25个比特币？
这是规定。最初是50个比特币，每产生剩下比特币的一半，这个所得就会减半，这样最终能产生的比特币总量趋近于2100万。如果你现在仍然声称挖到了50个比特币，这是不会被其他客户端接受的，这个block就算白挖了。

怎么保证更新周期平均是10分钟？
TARGET越小，解出x的难度就越大，每产生2016个block(约14天)，网络会根据这段时间产生新block的平均间隔调整之后的TARGET。

是不是计算速度最快的人总是先解出来？
不是。你总是想把挖矿所得据为己有，所以每个人在计算时，发送挖矿所得的地址是不一样的，这样merkle_root就不同，也就是说每个人是从不同的初始状态开始求解的。

同时解出来怎么办？
block chain会出现分叉，部分客户端接受了A，部分接受了B，直到某个分支变得更长，所有人就会选择这个更长的分支。如果你挖出来的不幸没有被选中，你的挖矿所得就无效了。

既然选更长的分支，那我用很低的难度去求解怎么办？
客户端在众多分支中找到符合当前难度且最长的。

这些计算浪费了吗？
如果你要把一笔钱花两次，你需要这么做。挖到一个新的block，但是藏着不广播，并继续挖矿。找到商家A，支付比特币，让网络上的其他人挖到block并写入这笔交易记录。找到商家B，支付比特币，写入自己挖的block。如果你能抢先挖到两个block并广播出去，所有人会以你这个更长的分支为当前的block chain，商家A收到的比特币就不被承认了。这样攻击成功的概率取决于你计算hash的速度。整个网络的计算力足够高的话，这样的攻击或者成功率极低，或者成本极大。

❺ 什么是默克尔树

默克尔树（Merkle tree）是一种哈希二叉树，1979年由Ralph Merkle发明，将数据存储在树状结构的叶子节点中，并通过对数据的逐级哈希（Hash）操作确保数据的不可篡改性。叶子节点数据的任何变动，都会传递到上一级节点并最终反应到树根的变化。比特币区块里面的每一笔交易就是通过默克尔树结构进行存储的。

❻ 比特币钱包

比特币（bitcoin）诞生于2008年的一篇论文。
一个署名为中本聪的人，提出了革命性的构想：让我们创造一种不受政府或其他任何人控制的货币！这个想法堪称疯狂：一串数字，背后没有任何资产支持，也没有任何人负责，你把它当作钱付给对方，怎么会有人愿意接受？
Merkle tree
跟二叉树长得很像，只是这个是下面两个节点取哈希值得到上面节点。只需要记住根节点，就可以检测整棵树有没有被篡改。
根哈希值存在block header里，交易过程存在block body里。全节点包括block header和block body，但是轻节点（比如手机上比特币钱包）只包括block header。这棵树可以证明包含某个交易已经被写进了区块链。
3.共识协议
去中心化的货币要注意的两个问题：
1.谁能发行数字货币：挖矿。
2.怎么验证交易的合法性：区块链。
双花攻击（double spending attack）
双花攻击是数字货币的一个主要挑战。
比特币中的交易都要有输入和输出，币从哪来，花到哪去。
正常情况也可能有两个分叉，因为两个节点同时获得记账权，两个节点打包的区块，同时计算出了那个随机数。此时会暂时两个分叉共存，直到其中某一个区块抢先找到了下一个区块，这条就成了最长合法链，另一个分叉就被丢弃。

女巫攻击（sybil attack）
某恶意节点不停产生账户，账户总数超过总账户的一半，则取得了区块链的控制权。

比特币中的共识协议（Consensus）
一些节点是有恶意的，大部分节点是好的。

想法1：把一些交易打包到区块里作为候选区块，让每个区块投票，如果通过就写入区块链。

不行，因为有的恶意节点一直发布一些含有恶意交易的区块，则一直投票，占用资源。而且有的节点不投票。

想法2：不按账户个数投票，而是按照计算力投票。每个节点都可以产生合法交易放入区块，这些节点就开始试随机数，直到找到H（block header）≤ target，则这个节点有记账权。

唯一产生比特币的途径
coinbase transaction。这个不用指出币的来源，有了记账权的节点（找到了随机数）会有出块奖励。

50BTC->25BTC->12.5BTC，每21万个比特币，奖励就减半。

比特币争夺记账权的过程叫挖矿。争夺记账权的节点叫矿工。

❼ 比特币如何算出来的

要想了解bitcoin的技术原理，首先需要了解两个重要的密码技术： HASH码：将一个长字符串转换成固定长度的字符串，并且其转换不可逆，即不太可能从HASH码猜出原字符串。bitcoin协议里使用的主要是SHA256。
公钥体系：对应一个公钥和私钥，在应用中自己保留私钥，并公开公钥。当甲向乙传递信息时，可使用甲的私钥加密信息，乙可用甲的公钥进行解密，这样可确保第三方无法冒充甲发送信息；同时，甲向乙传递信息时，用乙的公钥加密后发给乙，乙再用自己的私钥进行解密，这样可确保第三者无法偷听两人之间的通信。最常见的公钥体系为RSA，但bitcoin协议里使用的是lliptic Curve Digital Signature Algorithm。 和现金、银行账户的区别？ bitcoin为电子货币，单位为BTC。在这篇文章里也用来指代整个bitcoin系统。 和在银行开立账户一样，bitcoin里的对应概念为地址。每个人都可以有1个或若干个bitcoin地址，该地址用来付账和收钱。每个地址都是一串以1开头的字符串，比如我有两个bitcoin账户，和。一个bitcoin账户由一对公钥和私钥唯一确定，要保存账户，只需要保存好私钥文件即可。 和银行账户不一样的地方在于，银行会保存所有的交易记录和维护各个账户的账面余额，而bitcoin的交易记录则由整个P2P网络通过事先约定的协议共同维护。 我的账户地址里到底有多少钱？ 虽然使用bitcoin的软件可以看到当前账户的余额，但和银行不一样，并没有一个地方维护每个地址的账面余额。它只能通过所有历史交易记录去实时推算账户余额。 我如何付账？ 当我从地址A向对方的地址B付账时，付账额为e，此时双方将向各个网络节点公告交易信息，告诉地址A向地址B付账，付账额为e。为了防止有第三方伪造该交易信息，该交易信息将使用地址A的私钥进行加密，此时接受到该交易信息的网络节点可以使用地址A的公钥进行验证该交易信息的确由A发出。当然交易软件会帮我们做这些事情，我们只需要在软件中输入相关参数即可。 网络节点后收到交易信息后会做什么？ 这个是整个bitcoin系统里最重要的部分，需要详细阐述。为了简单起见，这里只使用目前已经实现的bitcoin协议，在当前版本中，每个网络节点都会通过同步保存所有的交易信息。 历史上发生过的所有交易信息分为两类，一类为"验证过"的交易信息，即已经被验证过的交易信息，它保存在一连串的“blocks”里面。每个"block"的信息为前一个"bock"的ID（每个block的ID为该block的HASH码的HASH码）和新增的交易信息（参见一个实际的block）。另外一类指那些还"未验证"的交易信息，上面刚刚付账的交易信息就属于此类。 当一个网络节点接收到新的未验证的交易信息之后（可能不止一条），由于该节点保存了历史上所有的交易信息，它可以推算中在当时每个地址的账面余额，从而可以推算出该交易信息是否有效，即付款的账户里是否有足够余额。在剔除掉无效的交易信息后，它首先取出最后一个"block"的ID，然后将这些未验证的交易信息和该ID组合在一起，再加上一个验证码，形成一个新的“block”。 上面构建一个新的block需要大量的计算工作，因为它需要计算验证码，使得上面的组合成为一个block，即该block的HASH码的HASH码的前若干位为1。目前需要前13位为1（大致如此，不确定具体方式），此意味着如果通过枚举法生成block的话，平均枚举次数为16^13次。使用CPU资源生成block被称为“挖金矿”，因为生产该block将得到一定的奖励，该奖励信息已经被包含在这个block里面。 当一个网络节点生成一个新的block时，它将广播给其它的网络节点。但这个网络block并不一定会被网络接受，因为有可能有别的网络节点更早生产出了block，只有最早产生的那个block或者后续block最多的那个block有效，其余block不再作为下一个block的初始block。 对方如何确认支付成功？ 当该笔支付信息分发到网络节点后，网络节点开始计算该交易是否有效（即账户余额是否足够支付），并试图生成包含该笔交易信息的blocks。当累计有6个blocks（1个直接blocks和5个后续blocks）包含该笔交易信息时，该交易信息被认为“验证过”，从而该交易被正式确认，对方可确认支付成功。 一个可能的问题为，我将地址A里面的余额都支付给地址B，同时又支付给地址C，如果只验证单比交易都是有效的。此时，我的作弊的方式为在真相大白之前产生6个仅包括B的block发给B，以及产生6个仅包含C的block发给C。由于我产生block所需要的CPU时间非常长，与全网络相比，我这样作弊成功的概率微乎其微。 网络节点生产block的动机是什么？ 从上面描述可以看出，为了让交易信息有效，需要网络节点生成1个和5个后续block包含该交易信息，并且这样的block生成非常耗费CPU。那怎么样让其它网络节点尽快帮忙生产block呢？答案很简单，协议规定对生产出block的地址奖励BTC，以及交易双方承诺的手续费。目前生产出一个block的奖励为50BTC，未来每隔四年减半，比如2013年到2016年之间奖励为25BTC。 交易是匿名的吗？ 是，也不是。所有BITCOIN的交易都是可见的，我们可以查到每个账户的所有交易记录，比如我的。但与银行货币体系不一样的地方在于，每个人的账户本身是匿名的，并且每个人可以开很多个账户。总的说来，所谓的匿名性没有宣称的那么好。 但bitcoin用来做黑市交易的还有一个好处，它无法冻结。即便警方追踪到了某个bitcoin地址，除非根据网络地址追踪到交易所使用的电脑，否则还是毫无办法。 如何保证bitcoin不贬值？ 一般来说，在交易活动相当的情况下，货币的价值反比于货币的发行量。不像传统货币市场，央行可以决定货币发行量，bitcoin里没有一个中央的发行机构。只有通过生产block，才能获得一定数量的BTC货币。所以bitcoin货币新增量决定于： 1、生产block的速度：bitcoin的协议里规定了生产block的难度固定在平均2016个每两个星期，大约10分钟生产一个。CPU速度每18个月速度加倍的摩尔定律，并不会加快生产block的速度。 2、生产block的奖励数量：目前每生产一个block奖励50BTC，每四年减半，2013年开始奖励25BTC，2017年开始奖励额为12.5BTC。 综合上面两个因素，bitcoin货币发行速度并不由网络节点中任何单个节点所控制，其协议使得货币的存量是事先已知的，并且最高存量只有2100万BTC

❽ 比特币算法原理

比特币算法主要有两种，分别是椭圆曲线数字签名算法和SHA256哈希算法。

椭圆曲线数字签名算法主要运用在比特币公钥和私钥的生成过程中，该算法是构成比特币系统的基石。SHA-256哈希算法主要是运用在比特币的工作量证明机制中。

比特币产生的原理是经过复杂的运算法产生的特解，挖矿就是寻找特解的过程。不过比特币的总数量只有2100万个，而且随着比特币不断被挖掘，越往后产生比特币的难度会增加，可能获得比特币的成本要比比特币本身的价格高。

比特币的区块由区块头及该区块所包含的交易列表组成，区块头的大小为80字节，由4字节的版本号、32字节的上一个区块的散列值、32字节的 Merkle Root Hash、4字节的时间戳（当前时间）、4字节的当前难度值、4字节的随机数组成。拥有80字节固定长度的区块头，就是用于比特币工作量证明的输入字符串。不停的变更区块头中的随机数即 nonce 的数值，并对每次变更后的的区块头做双重 SHA256运算，将结果值与当前网络的目标值做对比，如果小于目标值，则解题成功，工作量证明完成。

比特币的本质其实是一堆复杂算法所生成的一组方程组的特解（该解具有唯一性）。比特币是世界上第一种分布式的虚拟货币，其没有特定的发行中心，比特币的网络由所有用户构成，因为没有中心的存在能够保证了数据的安全性。

❾ 比特币矿机运算的是什么

从用户的角度来看，比特币就是一个手机应用或电脑程序，可以提供一个个人比特币钱包，用户可以用它支付和接收比特币。这就是比特币对于大多数用户的运作原理。

在幕后，整个比特币网络共享一个称作“块链”的公共总帐。这份总帐包含了每一笔处理过的交易，使得用户的电脑可以核实每一笔交易的有效性。每一笔交易的真实性由发送地址对应的电子签名保护，这使得用户能够完全掌控从他们自己的比特币地址转出的比特币。另外，任何人都可以利用专门硬件的计算能力来处理交易并为此获得比特币奖励。这一服务经常被称作“挖矿”。

比特币挖矿经历了三个发展阶段，在比特币刚刚诞生时，比特币的价格很低，大家只是把比特币当做一种游戏，使用自己普通的电脑进行挖矿，但在2012年随着比特币价格的上升，人们发现显卡挖矿速度较快，因此，人们开始购买大量显卡组装到一起进行挖矿，俗称“烧显卡”；第三阶段，就是大家熟知的ASIC矿机挖矿，自从阿瓦隆生产出世界上第一台ASIC比特币矿机，比特币挖矿就彻底的被颠覆了，挖矿成为了一个特别专业的事情。