了解比特币挖矿算法:STOwhite解析BTC的运算方式

OKX欧易app

OKX欧易app

欧易交易所app是全球排名第一的虚拟货币交易所,注册领取6万元盲盒礼包!

APP下载   官网注册

比特币挖矿是比特币系统安全的一个关键部分。其原理是,比特币矿工将一堆比特币交易归为一个区块,然后反复执行一种叫做Hash的加密操作几十亿次,直到有人找到一个特殊的目标Hash值。至此,该区块即被开采并成为比特币区块链的一部分。

Hash任务本身并不能完成任何有价值的任务,但由于通过它找到一个成功的目标值非常困难,所以它确保了没有人拥有接管比特币系统的能力和资源。

Hash函数是指输入一个数据区块并创建一个较小的、不可预测的输出。Hash函数的设计使得没有"捷径"来获得所需的输出结果--你只能不断地对区块进行Hash操作,直到你通过蛮力找到有效的一个结果为止。对于比特币来说,Hash函数是一个叫做SHA-256的函数。为了提供更高的安全性,比特币将连续重复SHA-256函数两次,这个过程被称为双SHA-256。

在比特币中,一个成功的Hash值是一个以足够多的零开头的数值。目前,一个成功的Hash必须从大约17个0开始。换句话说,找到一个成功的Hash比在地球上所有沙粒中找到某一粒沙子还要难。

下图显示了比特币区块链中的一个区块以及它的Hash值。黄色的字节经过Hash后生成区块Hash值。在这种情况下,生成的Hash值以足够多的0开始,因此此次挖矿成功。然而,Hash很难一次得到的,在这种情况下,矿工会改变nonce值或其他区块内容,然后进行反复尝试。

比特币使用的SHA-256Hash算法

SHA-256的Hash算法采用512位(即64个字节)的输入块,对数据进行加密组合,并产生256位(32个字节)的输出。SHA-256算法由重复64次的相对简单的回合组成。

蓝色方框以非线性的方式将数值混合在一起,因此很难用密码学分析这些值。由于算法使用了几个不同的函数,所以发现攻击就更难了。(如果你能找出一种数学捷径来生成成功的Hash值,你就可以接管比特币挖矿了)。

大多数框看A、B、C的位数,对于每个位置,如果多数位数为0,则输出0,否则输出1。也就是说,对于A、B、C的每个位置,看1位的数量。如果是0或1,输出0,如果是2或3,输出1。

Σ0框将A的位数反转,形成三个反转版本,然后将它们相加模数为2。换句话说,如果1位的数量是奇数,则和为1,否则为0,和中的三个值分别是A向右反转2位、13位和22位。

Ch"选择"框根据输入E的值选择输出位,如果E的某位为1,则输出位为F的对应位,如果E的某位为0,则输出位为G的对应位,这样,F和G的位就根据E的值进行随机选择。

下一框Σ1对E的位进行反转和,除了移位是6位、11位和25位外,其他与Σ0类似。

红框执行32位加法,生成A和E的新值,输入Wt是基于输入数据,稍加处理。(这是输入块被输入到算法中的地方。)输入Kt是为每一轮定义的常数。

从上图可以看出,一轮中只有A和E是变化的。其他值不变通过,旧的A值变成新的B值,旧的B值变成新的C值,以此类推。虽然SHA-256的每一轮都不会对数据有太大的改变,但64轮之后,输入的数据将完全被扰乱。

这对挖矿的硬件意味着什么?

SHA-256的每一步在数字逻辑中都非常容易实现--简单的布尔运算和32位加法。(如果你学过电子学,你可能已经可以把电路可视化了)。出于这个原因,定制的ASIC芯片可以在硬件中非常高效地实现SHA-256算法,在一个芯片上并行地放上几百轮。

相比之下,Litecoin、Dogecoin和类似的altcoins使用CryptHash算法,该算法被有意设计成难以在硬件中实现的形式。它将1024个不同的Hash值存储到内存中,然后以不可预测的方式将它们结合起来,以获得最终结果。因此,与SHA-256Hash相比,Scrypt需要更多的电路和内存。你可以通过查看挖矿硬件来了解其影响,Scrypt(Litecoin等)的计算速度比SHA-256(比特币)慢数千倍。

SHA-256算法出乎意料的简单,很容易手动完成。(用于签署比特币交易的椭圆曲线算法用手计算会非常痛苦,因为它有很多32字节整数的乘法)。手工做一轮SHA-256花了我16分45秒。按照这个速度,Hash一个完整的比特币区块(128轮)需要1.49天,每天的Hash率为0.67次(虽然我可能会通过练习变得更快)。相比之下,目前的比特币挖矿硬件每秒可以做到几兆次的Hash,比我的手动Hash快了约五千万倍。不用说,手动比特币挖矿根本不实用。

有Reddit读者问到我的能量消耗。其实不需要太多能量消耗,所以假设静止代谢率为1500kcal/天,人工Hash的能耗差不多为10兆焦耳/Hash。一般挖矿硬件的能耗是1000兆焦耳/Hash。所以,我的能源效率低了101?。接下来的问题是能源成本。一个便宜的食物能量来源是甜甜圈,200千卡的热量是0.23元。这里的电是0.15美元/千瓦时,便宜了6.7倍--比我预期的要接近。因此,我每Hash的能源成本大约是挖矿硬件的67倍。很明显,我不会靠人工挖矿发家致富,我甚至还没有包括我需要的所有纸和铅笔的成本。

本站所有软件信息均由用户上传发布,版权归原著所有。如有侵权/违规内容,敬请来信告知邮箱:764327034@qq.com,我们将及时撤销! 转载请注明出处:https://czxurui.com/zx/51779.html

打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023年08月10日
下一篇 2023年08月10日

相关推荐

  • 区块链为什么要挖坑,你为什么很早就失去了人际交往的欲望

    一、为什么现在00后的年轻人敢硬怼老板呢并不在于00后天然就有怼老板的脾气,而是在于多方面的影响。大概00后敢于怼老板的底气大概有这些因素:1、刚步入社会,光棍一条今年2022年,最大的00后也不过22岁,基本上是刚刚步入社会。除了家庭条件比较好的,大部分人都是要啥啥没

    2024-11-05 20:00:01
    3 0
  • 虚拟货币看好哪个,区块链哪个最有价值

    一、比特币可以取代黄金吗哪个更稳定保值“是选择传统式财产或是新式财产,是实体资产或是数字货币”大家在讨论究竟金子或是BTC是更好的使用价值储存方式的关注聚焦点。而现在,投资者的年纪可能促进投资建议的变化。年龄比较大的投资者觉得金子是安全的,由于黄金是经典的使

    2024-11-05 19:30:02
    4 0
  • 如何应用区块链技术,腾讯是怎么应用区块链技术的

    一、腾讯是怎么应用区块链技术的1、随着当今时代的发展,技术越来越发达,区块链也随之火了起来。首先小编就来告诉大家什么是区块链。其实区块链就是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。通俗说,就是一种分布式共享记账的技术。同时,区块链技术

    2024-11-05 19:00:01
    2 0
  • 什么是区块链,什么是区块链有什么用处

    一、区块链的作用 区块链是什么区块链是一种分布式数据库技术,通过将数据存储在分散的节点上,确保数据的透明性、安全性和真实性。与传统的中心化数据库不同,区块链拥有许多独特的特性,使其在各个领域具有广泛的应用价值。1.数据安全和可信性区块链通过使用密码学技术和共

    2024-11-05 17:30:02
    4 0
  • 区块储存在哪里,区块链中的数据存在哪里

    一、区块链主要存储什么(区块链储存在哪里)区块链是什么东西?2021年5月27日,工业和信息化部、中央网络安全和信息化委员会办公室发布了《关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见》(工信部联信发〔2021〕62号),文件中对区块链定义如下:区块链是新一代信息技术的重

    2024-11-05 17:00:01
    3 0
  • 太阳币在哪些平台交易,区块链怎么找到太阳

    一、什么是太阳币太阳币是一种虚拟货币。太阳币是一种基于区块链技术的虚拟货币,主要用于在线支付和交易。以下是关于太阳币的详细解释:1.定义与性质:太阳币是一种使用区块链技术进行挖矿的加密货币。与比特币等其他加密货币类似,太阳币具有去中心化、匿名性和安全性等特点

    2024-11-05 16:00:01
    3 0

发表回复

8206
验证码

评论列表(0条)

    暂无评论

ok交易所
已有100万用户加入ok交易所

立即下载