比特币如何确定算法
① 比特币到底在计算什么
人人富财商院这样告诉你:每一个比特币的节点都会收集所有尚未确认的交易,并将其归集到一个数据块中,这个数据块会和前面一个数据块集成在一起。矿工节点会附加一个随机调整数,并计算前一个数据块的SHA-256哈希运算值。挖矿节点不断重复进行尝试,直到它找到的随机调整数使得产生的哈希值低于某个特定的目标。
由于哈希运算是不可逆的,寻找到符合要求的随机调整数非常困难,需要一个可以预计总数的不断试错过程。这时,工作量证明机制就发挥作用了。当一个节点找到了符合要求的解,那么它就可以向全网广播自己的结果。其他节点就可以接收这个新解出来的数据块,并检验其是否符合规格。如果其他节点通过计算哈希值发现确实满足要求,那么该数据块有效,其他节点就会接受该数据块,并将其附加在自己已有的链条之后。
比特币挖矿采用的是SHA-256哈希值运算,这种算法会进行大量的32位整数循环右移运算
穷举,验证,直到找到某个符合要求的的数据,这个毫无意义的数据就是一块钱了
② 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
③ 比特币的原理
比特币系统是一个基于P2P网络的、开源的、去中心化的货币交易系统。比特币的核心算法和协议都是公开的,具体在其官网及GitHub上可以查看到源码信息系统的每一个节点都可以参与交易、确认其他的交易合法性并将其加入到分布式账本中。基于密码学的基本原理,比特币的交易安全性和用户身份的匿名性可以得到保证。历史上第一个产生的比特币叫做“创始币”于2009年1月3日诞生。
拓展资料:
1、根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的数字货币。比特币的交易记录公开透明。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。
2、与大多数货币不同,比特币不依靠特定货币机构发行,它依据特定算法,通过大量的计算产生,比特币经济使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为,并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。
3、和法定货币相比,比特币没有一个集中的发行方,而是由网络节点的计算生成,谁都有可能参与制造比特币,而且可以全世界流通,可以在任意一台接入互联网的电脑上买卖,不管身处何方,任何人都可以挖掘、购买、出售或收取比特币,并且在交易过程中外人无法辨认用户身份信息。2009年1月5日,不受央行和任何金融机构控制的比特币诞生。比特币是一种数字货币,由计算机生成的一串串复杂代码组成,新比特币通过预设的程序制造。
4、每当比特币进入主流媒体的视野时,主流媒体总会请一些主流经济学家分析一下比特币。早先,这些分析总是集中在比特币是不是骗局。而现如今的分析总是集中在比特币能否成为未来的主流货币。而这其中争论的焦点又往往集中在比特币的通缩特性上。
5、用户可以买到比特币,同时还可以使用计算机依照算法进行大量的运算来“开采”比特币。在用户“开采”比特币时,需要用电脑搜寻64位的数字就行,然后通过反复解谜密与其他淘金者相互竞争,为比特币网络提供所需的数字,如果用户的电脑成功地创造出一组数字,那么就将会获得25个比特币
④ 比特币块哈希是怎么算出来的
比特币所采用的哈希算法,在比特币系统中,需要大量地进行哈希函数运算。比特币系统是这样规定的:每隔十分钟,大家都需要计算哈希函数,计算的值必须符合我的规定。谁计算的快,谁才会获得作为奖励的比特币。
⑤ 关于比特币
其实就是某种方程式的解的组合,比如说X+Y=10,可以是(1,9)(2,8)。。。。
不过解的数量限定在2100万。
谁算出来解了,就是谁的,所以有挖矿这么一说。
其它的请参考网络吧
纯手打
⑥ 高中生如何理解比特币加密算法
加密算法是数字货币的基石,比特币的公钥体系采用椭圆曲线算法来保证交易的安全性。这是因为要攻破椭圆曲线加密就要面对离散对数难题,目前为止还没有找到在多项式时间内解决的办法,在算法所用的空间足够大的情况下,被认为是安全的。本文不涉及高深的数学理论,希望高中生都能看懂。
密码学具有久远的历史,几乎人人都可以构造出加解密的方法,比如说简单地循环移位。古老或简单的方法需要保密加密算法和秘钥。但是从历史上长期的攻防斗争来看,基于加密方式的保密并不可靠,同时,长期以来,秘钥的传递也是一个很大的问题,往往面临秘钥泄漏或遭遇中间人攻击的风险。
上世纪70年代,密码学迎来了突破。Ralph C. Merkle在1974年首先提出非对称加密的思想,两年以后,Whitfield Diffie和Whitfield Diffie两位学者以单向函数和单向暗门函数为基础提出了具体的思路。随后,大量的研究和算法涌现,其中最为著名的就是RSA算法和一系列的椭圆曲线算法。
无论哪一种算法,都是站在前人的肩膀之上,主要以素数为研究对象的数论的发展,群论和有限域理论为基础。内容加密的秘钥不再需要传递,而是通过运算产生,这样,即使在不安全的网络中进行通信也是安全的。密文的破解依赖于秘钥的破解,但秘钥的破解面临难题,对于RSA算法,这个难题是大数因式分解,对于椭圆曲线算法,这个难题是类离散对数求解。两者在目前都没有多项式时间内的解决办法,也就是说,当位数增多时,难度差不多时指数级上升的。
那么加解密如何在公私钥体系中进行的呢?一句话,通过在一个有限域内的运算进行,这是因为加解密都必须是精确的。一个有限域就是一个具有有限个元素的集合。加密就是在把其中一个元素映射到另一个元素,而解密就是再做一次映射。而有限域的构成与素数的性质有关。
前段时间,黎曼猜想(与素数定理关系密切)被热炒的时候,有一位区块链项目的技术总监说椭圆曲线算法与素数无关,不受黎曼猜想证明的影响,就完全是瞎说了。可见区块链项目内鱼龙混杂,确实需要好好洗洗。
比特币及多数区块链项目采用的公钥体系都是椭圆曲线算法,而非RSA。而介绍椭圆曲线算法之前,了解一下离散对数问题对其安全性的理解很有帮助。
先来看一下 费马小定理 :
原根 定义:
设(a, p)=1 (a与p互素),满足
的最下正整数 l,叫作a模p的阶,模p阶为(最大值)p-1的整数a叫作模p的原根。
两个定理:
基于此,我们可以看到,{1, 2, 3, … p-1} 就是一个有限域,而且定义运算 gi (mod p), 落在这个有限域内,同时,当i取0~p-2的不同数时,运算结果不同。这和我们在高中学到的求幂基本上是一样的,只不过加了一层求模运算而已。
另一点需要说明的是,g的指数可以不限于0~p-2, 其实可以是所有自然数,但是由于
所以,所有的函数值都是在有限域内,而且是连续循环的。
离散对数定义:
设g为模p的原根,(a,p) = 1,
我们称 i 为a(对于模p的原根g)的指数,表示成:
这里ind 就是 index的前3个字母。
这个定义是不是和log的定义很像?其实这也就是我们高中学到的对数定义的扩展,只不过现在应用到一个有限域上。
但是,这与实数域上的对数计算不同,实数域是一个连续空间,其上的对数计算有公式和规律可循,但往往很难做到精确。我们的加密体系里需要精确,但是在一个有限域上的运算极为困难,当你知道幂值a和对数底g,求其离散对数值i非常困难。
当选择的素数P足够大时,求i在时间上和运算量上变得不可能。因此我们可以说i是不能被计算出来的,也就是说是安全的,不能被破解的。
比特币的椭圆曲线算法具体而言采用的是 secp256k1算法。网上关于椭圆曲线算法的介绍很多,这里不做详细阐述,大家只要知道其实它是一个三次曲线(不是一个椭圆函数),定义如下:
那么这里有参数a, b;取值不同,椭圆曲线也就不同,当然x, y 这里定义在实数域上,在密码体系里是行不通的,真正采用的时候,x, y要定义在一个有限域上,都是自然数,而且小于一个素数P。那么当这个椭圆曲线定义好后,它反应在坐标系中就是一些离散的点,一点也不像曲线。但是,在设定的有限域上,其各种运算是完备的。也就是说,能够通过加密运算找到对应的点,通过解密运算得到加密前的点。
同时,与前面讲到的离散对数问题一样,我们希望在这个椭圆曲线的离散点阵中找到一个有限的子群,其具有我们前面提到的遍历和循环性质。而我们的所有计算将使用这个子群。这样就建立好了我们需要的一个有限域。那么这里就需要子群的阶(一个素数n)和在子群中的基点G(一个坐标,它通过加法运算可以遍历n阶子群)。
根据上面的描述,我们知道椭圆曲线的定义包含一个五元祖(P, a, b, G, n, h);具体的定义和概念如下:
P: 一个大素数,用来定义椭圆曲线的有限域(群)
a, b: 椭圆曲线的参数,定义椭圆曲线函数
G: 循环子群中的基点,运算的基础
n: 循环子群的阶(另一个大素数,< P )
h:子群的相关因子,也即群的阶除以子群的阶的整数部分。
好了,是时候来看一下比特币的椭圆曲线算法是一个怎样的椭圆曲线了。简单地说,就是上述参数取以下值的椭圆曲线:
椭圆曲线定义了加法,其定义是两个点相连,交与图像的第三点的关于x轴的对称点为两个点的和。网上这部分内容已经有很多,这里不就其细节进行阐述。
但细心的同学可能有个疑问,离散对数问题的难题表现在求幂容易,但求其指数非常难,然而,椭圆曲线算法中,没有求幂,只有求乘积。这怎么体现的是离散对数问题呢?
其实,这是一个定义问题,最初椭圆曲线算法定义的时候把这种运算定义为求和,但是,你只要把这种运算定义为求积,整个体系也是没有问题的。而且如果定义为求积,你会发现所有的操作形式上和离散对数问题一致,在有限域的选择的原则上也是一致的。所以,本质上这还是一个离散对数问题。但又不完全是简单的离散对数问题,实际上比一般的离散对数问题要难,因为这里不是简单地求数的离散对数,而是在一个自定义的计算上求类似于离散对数的值。这也是为什么椭圆曲线算法采用比RSA所需要的(一般2048位)少得多的私钥位数(256位)就非常安全了。
⑦ 比特币是如何产生的
比特币是依据特定算法,通过大量的计算产生的。它的本质就是一堆复杂算法所生成的特解,而挖比特币的过程就是通过庞大的计算量去不断地寻求这个方程组的特解。
挖比特币都是利用计算机去挖的,下载专用的比特币运算工具就可以进行运算来挖比特币。越专业的设备,能够挖到的几率也就越大,比如国外的BTC Guild矿池就非常有名。至于矿机,就是用来赚取比特币的电脑,只是电脑里安装了专业的挖矿芯片,一台矿机的价格从两三百元到20万元不等。
一.比特币目前的4个用处
1、贵金属:购买白银和黄金有数十家公司可以通过比特币来购买银条和金条,可以在网络上的多个比特币交易所购买,在世界已经很多国家可以支付。相信以后比特币的支付方式更加广泛
2、房地产:购买物业和土地说到购买奢侈品,房地产是另一个完全可以使用加密货币的行业。最近,许多房地产经纪人开始接受比特币付款,甚至还有以比特币为主题的房地产公司。该网站帮助客户将其房屋投放市场并以比特币的价格出售。
3、旅行:预订住宿和门票旅游业是全球增长最快的业务之一,它也是最具创新的行业之一。像CheapAir和Expedia这样的网站都接受酒店,汽车旅馆和旅行的比特币付款,CheapAir甚至为比特币用户提供了专用服务器。除了预订外,您还可以使用多种加密货币为航班付款。去年,英国的航空公司(AlternativeAirlines)与瑞士数字支付公司Utrust合作创建了第一个网站,该网站可让人们以加密货币为自己的航班付款。
4、游戏:装备和升级游戏纵观整个历史,游戏行业一直都高度重视新的前沿技术。还记得80年代末和90年代初的VR热潮吗?因此,该行业会催生接受加密支付和小额支付的公司,这并不令人感到意外。
⑧ 比特币挖矿所运用的哈希算法是什么
Hash,一般翻译做“散列”,也有直接音译为“哈希”的,就是把任意长度的输入(又叫做预映射pre-image)通过散列算法变换成固定长度的输出,该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射,也就是,散列值的空间通常远小于输入的空间,不同的输入可能会散列成相同的输出,所以不可能从散列值来确定唯一的输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。