比特幣論文原文中本聰(編輯修改稿)
2025-07-25 10:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 需要的工作量將呈指數(shù)增長，但是檢驗結(jié)果僅需要一次隨機散列運算。 我們在區(qū)塊中補增一個隨機數(shù)(Nonce)，這個隨機數(shù)要使得該給定區(qū)塊的隨機散列值出現(xiàn)了所需的那么多個0。我們通過反復(fù)嘗試來找到這個隨機數(shù)，找到為止。這樣我們就構(gòu)建了一個工作量證明機制。只要該CPU 耗費的工作量能夠滿足該工作量證明機制，那么除非重新完成相當?shù)墓ぷ髁浚搮^(qū)塊的信息就不可更改。由于之后的區(qū)塊是鏈接在該區(qū)塊之后的，所以想要更改該區(qū)塊中的信息，就還需要重新完成之后所有區(qū)塊的全部工作量。 同時，該工作量證明機制還解決了在集體投票表決時，誰是大多數(shù)的問題。如果決定大多數(shù)的方式是基于IP地址的，一IP地址一票，那么如果有人擁有分配大量IP地址的權(quán)力，則該機制就被破壞了。而工作量證明機制的本質(zhì)則是一CPU一票?！按蠖鄶?shù)”的決定表達為最長的鏈，因為最長的鏈包含了最大的工作量。如果大多數(shù)的CPU為誠實的節(jié)點控制，那么誠實的鏈條將以最快的速度延長，并超越其他的競爭鏈條。如果想要對業(yè)已出現(xiàn)的區(qū)塊進行修改，攻擊者必須重新完成該區(qū)塊的工作量外加該區(qū)塊之后所有區(qū)塊的工作量，并最終趕上和超越誠實節(jié)點的工作量。我們將在后文證明，設(shè)想一個較慢的攻擊者試圖趕上隨后的區(qū)塊，那么其成功概率將呈指數(shù)化遞減。 另一個問題是，硬件的運算速度在高速增長，且節(jié)點參與網(wǎng)絡(luò)的程度會有所起伏。為了解決這個問題，工作量證明的難度(the proofofwork difficulty)將采用移動平均目標的方法來確定，即令難度指向令每小時生成區(qū)塊的速度為某一預(yù)設(shè)的平均數(shù)。如果區(qū)塊生成的速度過快，那么難度就會提高。 5. 網(wǎng)絡(luò) 運行該網(wǎng)絡(luò)的步驟如下： 1) 新的交易向全網(wǎng)進行廣播； 2) 每一個節(jié)點都將收到的交易信息納入一個區(qū)塊中； 3) 每個節(jié)點都嘗試在自己的區(qū)塊中找到一個具有足夠難度的工作量證明； 4) 當一個節(jié)點找到了一個工作量證明，它就向全網(wǎng)進行廣播； 5) 當且僅當包含在該區(qū)塊中的所有交易都是有效的且之前未存在過的，其他節(jié)點才認同該區(qū)塊的有效性； 6) 其他節(jié)點表示他們接受該區(qū)塊，而表示接受的方法，則是在跟隨該區(qū)塊的末尾，制造新的區(qū)塊以延長該鏈條，而將被接受區(qū)塊的隨機散列值視為先于新區(qū)快的隨機散列值。 節(jié)點始終都將最長的鏈條視為正確的鏈條，并持續(xù)工作和延長它。如果有兩個節(jié)點同時廣播不同版本的新區(qū)塊，那么其他節(jié)點在接收到該區(qū)塊的時間上將存在先后差別。當此情形，他們將在率先收到的區(qū)塊基礎(chǔ)上進行工作，但也會保留另外一個鏈條，以防后者變成最長的鏈條。該僵局（tie）的打破要等到下一個工作量證明被發(fā)現(xiàn)，而其中的一條鏈條被證實為是較長的一條，那么在另一條分支鏈條上工作的節(jié)點將轉(zhuǎn)換陣營，開始在較長的鏈條上工作。 所謂“新的交易要廣播”，實際上不需要抵達全部的節(jié)點。只要交易信息能夠抵達足夠多的節(jié)點，那么他們將很快被整合進一個區(qū)塊中。而區(qū)塊的廣播對被丟棄的信息是具有容錯能力比特幣：一種點對點（PeertoPeer）的電子現(xiàn)金系統(tǒng) 執(zhí)行翻譯 獨家贊助 6 的。如果一個節(jié)點沒有收到某特定區(qū)塊，那么該節(jié)點將會發(fā)現(xiàn)自己缺失了某個區(qū)塊，也就可以提出自己下載該區(qū)塊的請求。 6. 激勵 我們約定如此：每個區(qū)塊的第一筆交易進行特殊化處理，該交易產(chǎn)生一枚由該區(qū)塊創(chuàng)造者擁有的新的電子貨幣。這樣就增加了節(jié)點支持該網(wǎng)絡(luò)的激勵，并在沒有中央集權(quán)機構(gòu)發(fā)行貨幣的情況下，提供了一種將電子貨幣分配到流通領(lǐng)域的一種方法。這種將一定數(shù)量新貨幣持續(xù)增添到貨幣系統(tǒng)中的方法，非常類似于耗費資源去挖掘金礦并將黃金注入到流通領(lǐng)域。此時，CPU的時間和電力消耗就是消耗的資源。 另外一個激勵的來源則是交易費（transaction fees）。如果某筆交易的輸出值小于輸入值，那么差額就是交易費，該交易費將被增加到該區(qū)塊的激勵中。只要既定數(shù)量的電子貨幣已經(jīng)進入流通，那么激勵機制就可以逐漸轉(zhuǎn)換為完全依靠交易費，那么本貨幣系統(tǒng)就能夠免于通貨膨脹。 激勵系統(tǒng)也有助于鼓勵節(jié)點保持誠實。如果有一個貪婪的攻擊者能夠調(diào)集比所有誠實節(jié)點加起來還要多的CPU計算力，那么他就面臨一個選擇：要么將其用于誠實工作產(chǎn)生新的電子貨幣，或者將其用于進行二次支付攻擊。那么他就會發(fā)現(xiàn)，按照規(guī)則行事、誠實工作是更有利
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