比特币计算原理 比特币计算原理图

一、比特币如何算出来的

从比特币的本质说起，比特币的本质其实就是一堆复杂算法所生成的特解。特解是指方程组所能得到有限个解中的一组。而每一个特解都能解开方程并且是唯一的。

以钞票来比喻的话，比特币就是钞票的冠字号码，知道了某张钞票上的冠字号码，就拥有了这张钞票。而挖矿的过程就是通过庞大的计算量不断的去寻求这个方程组的特解，这个方程组被设计成了只有 2100万个特解，所以比特币的上限就是 2100万个。

要挖掘比特币可以下载专用的比特币运算工具，然后注册各种合作网站，把注册来的用户名和密码填入计算程序中，再点击运算就正式开始。完成Bitcoin客户端安装后，可以直接获得一个Bitcoin地址，当别人付钱的时候，只需要自己把地址贴给别人，就能通过同样的客户端进行付款。

在安装好比特币客户端后，它将会分配一个私钥和一个公钥。需要备份你包含私钥的钱包数据，才能保证财产不丢失。如果不幸完全格式化硬盘，个人的比特币将会完全丢失。

钱包

比特币钱包使用户可以检查、存储、花费其持有的比特币，其形式多种多样，功能可繁可简，它可以是遵守比特币协议运行的各种工具，如电脑客户端、手机客户端、网站服务、专用设备；

也可以只是存储著比特币私密密钥的介质，如一张纸、一段暗号、一个快闪U盘、一个文本文档，因为只要掌握比特币的私密密钥，就可以处置其对应地址中包含的比特币。比特币无法存入一般的银行账户，交易只能在比特币网络上进行，使用前需下载客户端或接入线上网络。

二、比特币是如何产生的

根据中本聪的论文，一个实现系统也被开源到了网上，引起大众的兴趣，通过这个系统就可以获取到比特币，那么比特币是如何产生的呢？

首先，你要把中本聪所论述的这套系统理解为一个公共的记账系统，每个人都有一个钱包，每个钱包都有一个唯一性的编码，和咱们用的银行卡都有一个银行卡号码一样，这个钱包的号码比较长，我随便找了一个给大家看一下：1FA97cbd8EbFFRKnvkFfPQ4Z5C8V

通过这个账户大家相互之间就可以转账了，并且大家手里每人还都有一个账本，账本上记录了所有参与此记账系统的用户的交易记录，比如张三给李四转了0.1比特币，那么系统机会记录下来这么一笔交易记录：某年某月某日某事某分某秒张三给李四转了0.1比特币，当然不会用汉语，会转换成0和1组成的字符串。

然后这笔交易记录需要有人出面确认说这笔交易是存在的，而且是合法的，然后再广播给所有人，让所有人把这笔记录都记在个人的账本上，那么怎么来确认这笔交易的存在性呢？按照中本聪的论文，他是在原有的交易记录的基础上，记上这笔交易，然后再生成一个随机数，然后再通过一个叫做哈希算法的东西，生成一串新的字符串，这个过程是不可逆的。然后所有的用户都有机会拿到这个字符串，然后不断的去生成新的随机数，用特定的算法去计算一串新的字符串，直到这串字符串前面连续出现规定个数的“0”，就证明验证成功了。

其实简单的类比就是，银行发行货币（比特币），要请保安公司护送（挖矿），给护送的人奖励（挖矿获得比特币），奖励是有限的，护送的人越多，货币越安全，但是能分到奖励的人越少

目前每天会产生3600个新币。从理论上说，任何人都可以通过下载、运行软件来制造比特币。但事实上，随着比特币的发展，矿机装备竞赛愈演愈烈，挖掘比特币的难度已非常大，需要拥有极高的算力才能勉强开采到。

根据比特币的供应机制，每个人能够挖到的比特币数量与其挖矿设备的算力占比特币全网算力总和的比例成正比。在早期参与者较少的时候，挖矿非常简单。据最早和中本聪合作的哈尔芬尼回忆，他当时就开着个人电脑，几个星期就轻松地获得了几千个比特币。而随着矿机的大规模投入使用，截至2013年9月2日，全网算力已达到惊人的700THash/s（3个月前仅为100THash/s），而且快速增长的趋势还在延续。难度的增长在保障了比特币安全的同时也使得新币的获取异常困难。如果你试图用普通家用电脑挖掘，那么比特币将几乎永远不属于你，甚至会出现你花上几年时间却一个都挖不到的情况，白白浪费电费和人力成本。

其实简单的类比就是，银行发行货币（比特币），要请保安公司护送（挖矿），给护送的人奖励（挖矿获得比特币），奖励是有限的，护送的人越多，货币越安全，但是能分到奖励的人越少

目前每天会产生3600个新币。从理论上说，任何人都可以通过下载、运行软件来制造比特币。但事实上，随着比特币的发展，矿机装备竞赛愈演愈烈，挖掘比特币的难度已非常大，需要拥有极高的算力才能勉强开采到。

影响挖矿的因素有很多，比如矿机的性能和功耗、全网的算力和难度、矿场的部署和运维能力、有没有廉价电的资源、以及币价和政策的导向等等。如今，抱一台矿机回家或者部署一个家庭小作坊挖矿的中小矿工盈利空间非常有限，挖矿行业正逐渐向有廉价电资源、有专业化部署能力的企业和团队集中。

现在挖矿还来得及！在算力巨幅增长的大背景和技术不断迭代的趋势下，为降低投资风险，我们建议回本策略优先。并借助较短的回本期间，循环滚动投资，低成本提升算力水平，优化投资成本，获得更好收益。

三、比特币和区块链是啥原理挖矿是咋回事(3)

接着上期《比特币和区块链是啥原理？挖矿是咋回事？（2）》

开始逼逼之前先和大家分享一个昨天看到的有意思的东西。

（沈阳一小区大门上，66把锁头接连挂起，被誉为“最便宜的门禁系统”。

原来该小区之前总有外来车辆进出，业主们便自发做了这个“门禁系统”。每把锁都有标号，小区车主只需要拿钥匙打开对应锁头，就能打开大门。居民表示，这种方式省钱省力，特别好用。）

这相当于区块链的技术实体化：

具体特点：去中心化（不需要统一管理）；可追溯性（谁没锁找谁）；不可篡改性（一人一锁一钥匙），这是我对区块链了解得最透彻的一次。

“闲话少说书归正传”之前我们说过有一个难度设置N位，这个N位怎么确定，显而易见，前面的这个0，它个数越多这个问题就越难。

为什么数多就难？咱们想象说在这个问题中你不可能反算，只能一个一个随机试，每一位上出现0的概率和出现1的概率都是50%，所以第一个0的话，概率是多少？概率是1/2，第二位是0的话，概率是多少？概率也是1/2，第三位是0，概率也是1/2，一直到最后一位是0，概率也是1/2，这样乘起来结果得(1/2)的n次方。

显而易见，这个n越大这个难度就越高，n越小难度就越小。

那中本聪当时在设计的时候就是保证每十分钟他需要出一个块然后打包几千条信息，那怎么去保证？也就是调整这个n的难度？

我们举个例子比如说世界上有一万台矿机，这一万台矿机每一台计算机能力是14个T每秒，也就是每分钟可以计算14T次哈希运算，那14T是多少呢？

首先1T是10的12次方，所以这个数是（1.4*10）的13次方次每秒，这是每一个矿机一秒钟算的，再乘10的4次方，这表示有1万台矿机，然后你还得乘以10分钟大概是600秒，这个数字大概是（8*10）的19次方，也就是说十分钟大家可以进行这么多次运算。

那我们再想一下你如果概率是(1/2)的n次方，你想出这个块的话，你需要计算的次数就是2的n次方，你概率是1/64的话，你出的这个块平均你要算64次。

同样道理你算了这么多次，那么它大概是相当于2的多少次幂，我们可以通过计算发现如果这个n等于66的话，这个时候你的出现概率，能够算出概率是(1/2)的66次方，然后你平均需要算的次数就是266，大概也就是（8*10）的19次方，所以在这种情况下矿机就会把难度设置成n等于66，所以第一个能购算出来前66位全是0的人，就成功打包这个块，也就成功挖到矿。

你没有办法让自己运气变得更好，你能够做的就是买更多的矿机，然后拼命地去挖矿，这样你就有可能会得到这个比特币。

大概就是这样一个原理。

四、比特币原理

比特币交易平台的盈利方式是手续费，也有其它的增值收费模式。

比特币（Bitcoin）是一种基于去中心化，采用点对点网络与共识主动性，开放源代码，以区块链作为底层技术的虚拟加密货币。

由中本聪在2008年提出，2009年诞生，与其他虚拟货币最大的不同，是其总数量非常有限，具有的稀缺性。

与所有的货币不同，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。

五、比特币是什么汇率是多少比特币挖矿原理是什么

比特币是一种由开源的P2P软件产生的加密货币或电子货币。通俗点讲就是利用你挖矿设备的算力计算数学难题，在网络上确认交易，比特币网络会根据你解决数学难题的多少给你一定的的比特币奖励。

比特币没有汇率一说，因为是电子货币，是全球通用的，所以其汇率就是和其他法币汇率一样。

比特币的挖矿和节点软件是基于P2P网络、数字签名、密码学证据来发起和验证交易的。节点向网络广播交易，这些广播出来的交易在经过矿工的验证后，矿工用自己的工作证明结果来表达确认，确认后的交易会被打包到数据块中，数据块会串起来形成连续的数据块链。

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。