比特幣算力調整

『壹』 比特幣挖礦的難度和算力

難度是對挖礦困難程度的度量，即指：計算符合給定目標的一個HASH值的困難程度。

difficulty = difficulty_1_target / current_target

difficulty_1_target 的長度為256bit， 前32位為0， 後面全部為1 ，一般顯示為HASH值：， difficulty_1_target 表示btc網路最初的目標HASH。 current_target 是當前塊的目標HASH，先經過壓縮然後存儲在區塊中，區塊的HASH值必須小於給定的目標HASH, 區塊才成立。

例如：如果區塊中存儲的壓縮目標HASH為 0x1b0404cb , 那麼未經壓縮的十六進制HASH為

所以，目標HASH為0x1b0404cb時， 難度為：

比特幣的挖礦的過程其實是通過隨機的hash碰撞，找到一個解 nonce ，使得 塊hash 小於 目標HASH 值。 而一個礦機每秒鍾能做多少次hash碰撞， 就是其「算力」的代表， 單位寫成 hash/s 或者 H/s

算力單位：

比特幣系統的難度是動態調整的， 每挖 2016 個塊便會做出一次調整， 調整的依據是前面2016個塊的出塊時間， 如果前一個周期平均出塊時間小於10分鍾，便會加大難度， 大於10分鍾，則減小難度，目的是為了保證系統穩定的每過 10分鍾 產出一個塊，所以難度調整的時間大概是2周（2016 * 10 分鍾）

全網算力是btc網路中參與競爭挖礦的所有礦機的算力總和。當前難度周期全網算力會影響下一個周期的難度調整， 如果全網算力增加，挖礦難度增大，單台礦機固定時間的產出就會減少。目前全網算力大概是24.42EH/s， 一台螞蟻S9礦機的算力大概是14TH/s

那麼， 已知當前全網算力，下一個周期難度將如何調整呢？

根據公式：

因為出塊時間要穩定在10分鍾， 也就是600s:

那麼，在3.46e+12的難度下， 一台算力為14TH/s的礦機平均要花多長時間才能出一個塊呢？

根據公式：

有：

結果大概是12270天

『貳』 比特幣算力大幅下降，會有什麼影響

1、低成本的幣可能增加市場的拋壓

尤其是7nm礦機的大規模上市，其挖礦成本在26000人民幣上下， 對於礦工而言，仍有較大的利潤空間，出於運營維護礦場日常的需求，必然存在部分拋壓，算力的下降，反倒會減少市場上流動的幣。

2、礦機商為了新礦機的銷售，可能通過打壓幣價，淘汰老礦機，從而增加新礦機的銷售量

以上一款主流老礦機螞蟻S9為例，當算力增加到100EH/S時，只要幣價達到7000美元左右，螞蟻S9以上的老舊礦機都將淘汰，只要這樣的幣價維持2個月左右，將倒逼礦場與礦工出清老礦機，購買新的大算力礦機。

3、當前市場普遍看好減半行情，為了減少下降的阻力，極有可能會經歷一波下行

為減輕減半的下降主力，市場有較大的可能經歷一波下行，礦場與礦工為了為了鎖定挖礦的收益，有較大的可能採取套保措施，從某種程度上，會增加市場的下降阻力，增加上行的風險。

也就是說算力下降的背後，是由於幣價的下行，以及7nm礦機的投產，在利潤空間增大的刺激下，市場購買大量新型礦機，投入到挖礦中，從而造成比特幣算力的下降。

眾所周知，算力的大幅上漲，是幣價上漲的結果，而不是幣價上漲的原因。反倒是大算力礦機投產導致的算力的快速上漲，增加了比特幣的拋壓，增加了下行的風險。

比特幣算力下降影響價格嗎？

首先，如果BTC的價格可以維持，目前還在挖礦的礦工利潤上升了，而且上升的比例不止15%，舉個簡單的例子，假如之前有礦工電費成本10元，能挖到20元的幣，利潤是10元，難度下降之後，能多挖15%的幣，就是23元，電費成本不變，利潤就是13元，利潤上升了30%。前段時間幣圈有大佬說礦場和部分礦工可能在托盤，因為BTC的價格即將跌破他們的關機價，現在來看，由於利潤上升，他們的底線可能會下調，短期內對比特幣的價格可能是一個利空，不過影響BTC價格的因素還有很多，我們可以拭目以待。

比特幣算力下降意味著什麼？以上就是比特幣算力下降意味著什麼的相關內容，其實挖比特幣的算力實質上是一直在求解，這樣就能保證最長的鏈條擁有全網最大的工作量，從而不會被更改，這樣也就實現了比特幣系統是堅固的，是不會被人攻擊的，也就是說比特幣算力是為了維護比特幣網路的安全，因此比特幣算力對於比特幣來說是非常重要的，而對於礦工來說，比特幣算力也是極為重要的，畢竟比特幣算力的變化直接影響礦工挖礦的難度。

比特幣挖礦賺不賺錢，有5個非常關鍵的數據對其產生影響:比特幣價格、算力、電費成本、全網挖礦難度、礦機成本價。後面4個因素，彼此之間互相影響，最後可能對BTC價格產生影響。

4月6日，一篇題為《中國比特幣區塊鏈運行的碳排放量與可持續性的政策評估》的論文發表在了《自然通訊》上，來自中國科學院、清華大學學者的這篇論文，引發了中國甚至海外媒體的關注。在國家的「雙控」目標下，新疆、內蒙等地的火力發電的礦場被迫停止運營。在針對比特幣挖礦的監管要求下達後，近期比特幣全網算力暴跌了20%。

那麼比特幣全網算力大跌以後對廣大礦工有什麼影響呢？首先咱們要這里先解釋一下什麼是挖礦難度調整。中本聰在發明比特幣時，將難度調整的邏輯寫在了代碼中，每個全節點中獨立自動發生。這個邏輯是：比特幣大約每10分鍾挖出一個塊，每挖出2016個塊調整一次，正常情況下，每14天左右會調整一次難度，挖礦的難度是根據之前一個周期的比特幣全網算力來調整，所以難度和全網算力是相關的，時間上有一定程度的滯後。概括來說，挖礦難度調整是為了調整出塊（比特幣）的快慢，難度越高出塊越慢，難度越低出塊越快。

從上圖可以看出，預測挖礦難度會在5月30日下降到21.86T，不難猜測，近期的難度下降比較明顯的原因有兩方面：1、國家監管出拳，整頓內蒙、新疆等地的虛擬貨幣礦場，礦場停運導致的全網算力下降。2、BTC價格大幅下跌，導致老的礦機已經不賺錢，這部分礦機的關機會導致全網算力下降。

那麼全網算力、挖礦難度是一個什麼樣的關系呢？這里有一個邏輯，全網算力下降說明挖礦的人少了，導致的結果是出塊的速度加快，也就是挖礦難度下降了。那麼咱們是不是可以這么理解：全網算力下降，致使挖礦難度下降，礦工更容易挖到比特幣了呢？

更好挖了，錢都讓別人賺去了

『叄』 比特幣算力復甦了

四方投研社區6月27日訊 從6月23日開始，比特幣算力連續四天出現上漲，一些業內人士認為，算力市場可能已經從「6·19」 24:00四川所有比特幣等虛擬貨幣礦機集體斷電後恢復了，但真是這樣嗎？下面就讓我們一起來盤點下最近這段時間究竟發生了什麼吧。

6月18日，據澎湃新聞最先報道，四川省有關部門下發通知，要求發電企業自查自糾，立即停止向虛擬貨幣「挖礦」項目供電，不折不扣落實國家清理要求。通知還要求，各市(州) 於6月20日前完成省內26個疑似虛擬貨幣挖礦重點項目的甄別、清理和關停工作，同時要求發電企業立即停止向虛擬貨幣挖礦項目供電，並於6月25日前上報自查、整改情況。此外，各市（州）政府也被要求開展拉網式排查，對發現的挖礦項目立即關停。

6月19日24點，即6月20日零點，四川所有礦場被集體斷電，來不及轉移的比特幣礦工因此遭遇巨大損失，據悉四川是國內乃至世界最大的比特幣礦工聚集地，大約有800萬的負荷正用於加密貨幣挖礦。當日算力隨機跌破100 E，創下近7個月最低點。上一次比特幣比特幣全網算力新低發生在2020年11月3日，當時算力為87.8228 E。

6月20日，四川礦場集體斷電後，數據顯示多個有國內背景的比特幣礦池算力正急劇下降，前10大礦池算力出現普跌，螞蟻礦池跌幅超過25%、ViaBTC、魚池F2Pool、BTC.com等礦池算力也都出現了10-20%的跌幅。

6月21日，主流礦池算力進一步下降，螞蟻礦池減少近2500 P，魚池F2Pool減少近2000 P、Poolin減少了超過1000 P。結果比特幣全網算力跌破90 E（最低觸及88.9964 E），系2020年11月以來首次。比特幣全網算力曾在2020年11月3日跌至87.8228 E。之後在長達半年多時間里一直處於90 E以上，這也是比特幣全網算力自5月19日四川省清退挖礦之後連續第三天下跌。

6月22日，比特幣全網算力依然沒有停止下跌，下滑至87.3106 E，隨之而來的是比特幣價格重挫，一度跌破29,000 USDT，創下近五個月新低。

6月23日，比特幣全網算力跌至83.4331 EH/s，創下近一年新低（實際上也是近13個月新低），上一次低於該算力值的時間發生在2020年5月26日，當日比特幣全網算力為76.4801 EH/s。

不過，隨後的情況似乎出現好轉。

6月24日，比特幣全網算力開始回升，達到86.3269 E，此外多個國內背景的礦池算力也出現上漲。

6月25日，比特幣全網算力反彈到90 E以上（92.4852 E），前五大礦池算力24小時變化均恢復正增長，其中Poolin算力24小時漲幅3.84%、螞蟻礦池算力24小時漲幅1.48%、ViaBTC算力24小時漲幅1.44%。

據decrypt報道，Ycharts數據顯示，比特幣算力在6月26-27日上漲了近5%，一度反彈至104 EH/s——這可能是因為許多礦工開始將自己的礦機遷往北美（美國德克薩斯州、馬里蘭州和加拿大等地）和哈薩克，比如：

6月21日廣州物流公司向CNBC確認，他們空運了3000公斤（6600磅）比特幣礦機到美國馬里蘭州，每公斤價格低至9.37美元；

嘉楠耘智則於6月23日發布的新聞稿中稱，已在哈薩克建立了運營基地並開展挖礦業務，欲將其業務多元化至比特幣挖礦，並繼續出售挖礦設備，以幫助提升其財務業績；

與此同時，美股上市企業比特礦業官網消息稱其首批虛擬貨幣礦機運抵哈薩克，320台礦機總算力約為18.2 PH/S，預計在6月27日部署完畢並投入運營，其他自有礦機也正分批運往海外。

值得注意的是，隨著全網算力表現出復甦跡象，比特幣價格也開始略微回暖，本文撰寫時據CoinGecko數據顯示為33,222.32美元，24小時漲幅達到6.1%。

但據業內人士分析，除非國內政策放鬆，否則至少在半年內很難恢復到以前（130 E）的水平。與比特幣算力相關的一系列數字變化，凸顯出數字貨幣與國內政策之間存在密不可分的聯系，數字貨幣行業不能低估這種影響力，但對未來政策開放也要有一定預期（雖然短期內不可能）。

『肆』 比特幣的算力在增加，BCH在減少，怎麼回事

比特幣和比特幣現金（BCH）的挖礦機制是相同的。礦工會根據挖礦收益的高低來選擇是挖比特幣還是挖比特幣現金，比特幣算力增加，比特幣現金算力減少是一種正常現象。
簡單來說就是在利益驅動下的一種算力重新分配。

『伍』 比特幣基礎知識 你絕對想不到

橢圓曲線數字簽名演算法
橢圓曲線數字簽名演算法(ECDSA)是使用橢圓曲線對數字簽名演算法(DSA)的模擬，該演算法是構成比特幣系統的基石。
私鑰
非公開，擁有者需安全保管。通常是由隨機演算法生成的，說白了，就是一個巨大的隨機整數，32位元組，256位。
大小介於1 ~ 0xFFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF FFFE BAAE DCE6 AF48 A03B BFD2 5E8C D036 4141之間的數，都可以認為是一個合法的私鑰。
於是，除了隨機方法外，採用特定演算法由固定的輸入，得到32位元組輸出的演算法就可以成為得到私鑰的方法。於是，便有了迷你私鑰(Mini Privkey)，原理很簡單，例如，採用SHA256的一種實現：
private key = SHA256()1
迷你私鑰存在安全問題，因為輸入集合太小，易被構造常見組合的彩虹表暴力破解，所以通常仿輪納還是使用系統隨機生成的比較好，無安全隱患。
公鑰
公鑰與私鑰是相對應的，一把私鑰可以推出唯一的公鑰，但公鑰卻無法推導出私鑰。公鑰有兩種形式：壓縮與非壓縮。
早期比特幣均使用非壓縮公鑰，現大部分客戶端已默認使用壓縮公鑰。
這個貌似是比特幣系統一個長得像feature的bug，早期人少活多代碼寫得不夠精細，openssl庫的文檔又不足夠好，導致Satoshi以為必須使用非壓縮的完整公鑰，後來大家發現其實公鑰的左右兩個32位元組是有關聯的，左側(X)可以推出右側(Y)的平方值，有左側(X)就可以了。
現在系統里兩種方式共存，應該會一直共存下去。兩種公鑰的首個位元組為標識位，壓縮為33位元組，非壓縮為65位元組。以0x04開頭為非壓縮，0x02/0x03開頭為壓縮公鑰，0x02/0x03的選取由右側Y開方後的奇偶決定。
壓縮形式可以減小Tx/Block的體積，每個Tx Input減少32位元組。
簽名
使用私鑰對數據進行簽署(Sign)會得到簽名(Signature)。通常會將數據先生成Hash值，然後對此Hash值進行簽名。簽名(signature)有兩部分組成: R + S。由簽名(signature)與Hash值，便可以推出一個公鑰，驗證此公鑰，便可知道此簽名是否由公鑰對應的私鑰簽名。
通常，每個簽名會有三個長度：73、72、71，符合校驗的概率為25%、50%、25%。所以每次簽署後，需要找出符合校驗的簽名長度，再提供給驗證方。
地址
地址是為了人們交換方便而弄出來的一個方案，因為公鑰太長了(130字元串或66字元串)。地址長度為25位元組，轉為base58編碼後，為34或35個字元。base58是類似base64的編碼，但去掉了易引起視覺混淆的字元，又在地址末尾添加了4個位元組校驗位，保障在人們交換個別字元錯誤時，也能夠因地址校驗失敗而制止了誤操作。
由於存在公鑰有兩種形式，那麼一個公鑰便對應兩個地址。這兩個地址都可由同一私鑰簽署交易。
公鑰生成地址的演算法：
Version = 1 byte of 0 (zero); on the test network, this is 1 byte of 111
Key hash = Version concatenated with RIPEMD-160(SHA-256(public key))
Checksum = 1st 4 bytes of SHA-256(SHA-256(Key hash))
Bitcoin Address = Base58Encode(Key hash concatenated with Checksum)1234
下圖是非壓縮公鑰生成地址的過程：
對於壓縮公鑰生成地址時，則只取公鑰的X部分即可。
推導關系
三者推導關系：私鑰
公鑰
兩個地址。過程均不可逆。擁有私鑰便擁有一切，但通常為了方便，會把對應的公鑰、地址也存儲起來。
交易
比特幣的交易(Transation，縮寫Tx)，並不是通常意義的桐散交易，例如一手交錢一手交貨，而是轉賬。交易由N個輸入和M個輸出兩部分組成。交易的每個輸入便是前向交易的某個輸出，那麼追蹤到源頭，必然出現一個沒有輸入的交易，此類交易稱為CoinBase Tx。CoinBase類備沒交易是獎勵挖礦者而產生的交易，該交易總是位於Block塊的第一筆。
擁有一個輸入與輸出的Tx數據：
Input:
Previous tx:
Index: 0
scriptSig:
241501
Output:
Value: 5000000000
scriptPubKey: OP_DUP OP_HASH160
OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG12345678910
一旦某個Tx的第N個輸出成為另一個Tx的輸入，那麼該筆比特幣即為已花費。每個交易有唯一Hash字元串來標識，通過對交易數據做兩次SHA256哈希運算而來：
Tx Hash ID = SHA256(SHA256(Tx Data))1
礦工費
礦工費(Transaction Fee)是鼓勵礦工將Tx打包進Block的激勵報酬。計算一筆交易的礦工費：
Transaction Fee = SUM(Inputs amount) - SUM(Outputs amount)1
每筆Tx的礦工費必然大於等於零，否則該筆Tx即為非法，不會被網路接收。
數據塊
數據塊(Block)是存儲Block Meta與Tx的地方。Block的第一筆Tx總是CoinBase Tx，因此Block中的交易數量總是大於等於1，隨後是這段時間內網路廣播出來的Tx。
找到合適的Block是一件非常困難的事情，需要通過大量的數學計算才能發現，該計算過程稱為「挖礦」。首個發現者，會得到一些比特幣作為獎勵。
數據鏈
多個Block連接起來成為數據鏈(Block Chain)。
為了引入容錯與競爭機制，比特幣系統允許Block Chain出現分叉，但每個節點總是傾向於選擇最高的、難度最大的鏈，並稱之為Best Chain，節點只認可Best Chain上的數據。
首個Block稱為Genesis Block，並設定高度為零，後續每新增一個Block，高度則遞增一。目前是不允許花費Genesis Block中的比特幣的。
每個Block中的Tx在此Block中均唯一
一個Tx通常只會在一個Block里，也可能會出現在多個Block中，但只會在Best Chain中的某一個Block出現一次
貨幣存儲
比特幣是密碼貨幣、純數字化貨幣，沒有看得見摸得著的硬幣或紙幣。一個人持有比特幣意味著：
其擁有一些地址的私鑰
這些地址是數筆交易的輸出，且未花費
所有貨幣記錄均以交易形式存儲在整個blockchain數據塊中，無交易無貨幣。貨幣不會憑空產生，也不會憑空消失。遺失了某個地址的私鑰，意味著該地址上的Tx無法簽署，無法成為下一個Tx的輸入，便認為該筆比特幣永久消失了。
貨幣發行
既然所有交易的輸入源頭都是來自CoinBase，產生CoinBase時即意味著貨幣發行。比特幣採用衰減發行，每四年產量減半，第一個四年每個block的coinbase獎勵50BTC，隨後是25btc, 12.5btc, 並最終於2140年為零，此時總量達到極限為2100萬個btc。
減半周期，嚴格來說，並不是准確的四年，而是每生成210000個block。之所以俗稱四年減半，是因為比特幣系統會根據全網算力的大小自動調整難度系統，使得大約每兩周產生2016個block，那麼四年約21萬塊block。
該函數GetBlockValue()用於計算挖得Block的獎勵值：
int64 static GetBlockValue(int nHeight, int64 nFees)
{
int64 nSubsidy = 50 * COIN;
// Subsidy is cut in half every 210000 blocks, which will occur approximately every 4 years
nSubsidy = (nHeight / 210000);
return nSubsidy + nFees;
}123456789
當達到2100萬btc以後，不再有來自CoinBase的獎勵了，礦工的收入來源僅剩下交易的礦工費。此時，每個block的收入絕對值btc很低，但此時比特幣應當會非常繁榮，幣值也會相當的高，使得礦工們依然有利可圖。
杜絕多重支付
傳統貨幣存在多重支付(Double Spending)問題，典型的比如非數字時代的支票詐騙、數字時代的信用卡詐騙等。在比特幣系統里，每筆交易的確認均需要得到全網廣播，並收錄進Block後才能得到真正確認。每筆錢的花銷，均需要檢測上次輸入交易的狀態。數據是帶時間戳的、公開的，BlockChain由巨大的算力保障其安全性。所以比特幣系統將貨幣的多重支付的風險極大降低，幾近於零。通過等待多個Block確認，更是從概率上降低至零。一般得到6個確認後，可認為非常安全。但對於能影響你人生的重大支付，建議等待20~30個確認。
匿名性
任何人均可以輕易生成大量的私鑰、公鑰、地址。地址本身是匿名的，通過多個地址交易可進一步提高匿名性。但該匿名性並不像媒體宣傳的那樣，是某種程度上的匿名。因為比特幣的交易數據是公開的，所以任何一筆資金的流向均是可以追蹤的。
不了解比特幣的人為它的匿名性產生一些擔憂，比如擔心更利於從事非法業務;了解比特幣的人卻因為它的偽匿名性而苦惱。傳統貨幣在消費中也是匿名的，且是法律保障的，大部分國家都不允許個人塗畫紙幣。
地址本身是匿名的，但你可以通過地址對應的私鑰簽名消息來向公眾證明你擁有某個比特幣地址。
其他名詞
哈希
哈希(Hash)是一種函數，將一個數映射到另一個集合當中。不同的哈希函數映射的空間不同，反映到計算機上就是生成的值長度不一樣。同一個哈希函數，相同的輸入必然是相同的輸出，但同一個輸出卻可能有不同的輸入，這種情況稱為哈希碰撞。
常見的哈希函數有CRC32, MD5, SHA1, SHA-256, SHA-512, RIPEMD-160等，哈希函數在計算中有著非常廣泛的用途。比特幣里主要採用的是SHA-256和RIPEMD-160。
腦錢包紙錢包
前面提到過的腦錢包與紙錢包，這其實不算是錢包的分類，只是生成、存儲密鑰的方式而已。腦錢包屬於迷你私鑰的產物。腦錢包就是記在腦袋裡的密鑰，紙錢包就是列印到紙上的密鑰，僅此而已。
有同學提到過，以一個計算機文件作為輸入，例如一個數MB大小的照片，通過某種Hash運算後得到私鑰的方法。這個方案的安全性還是不錯的，同時可以防止盜私鑰木馬根據特徵掃描私鑰。文本形式存儲私鑰是有特徵的，而一個照片文件卻難以察覺，即使放在雲盤等第三方存儲空間中都是安全的。

『陸』 比特幣 一台58T的礦機多久能挖到一個比特幣

按照現在比特幣算力估算，58T一天大約可以獲得0.00095352個比特幣，大概要一千天才能獲得一個比特幣，但是，比特幣的算力是會調整的，目前看，難度還是會增加，意思就是，每隔一段時間，每天挖的數量就會下降一次。

『柒』 比特幣機制研究

現今世界的電子支付系統已經十分發達，我們平時的各種消費基本上在支付寶和微信上都可以輕松解決。但是無論是支付寶、微信，其實本質上都依賴於一個中心化的金融系統，即使在大多數情況這個系統運行得很好，但是由於信任模型的存在，還是會存在著仲裁糾紛，有仲裁糾紛就意味著不存在 不可撤銷的交易 ，這樣對於 不可撤銷的服務 來說，一定比例的欺詐是不可避免的。在比特幣出來之前，不存在一個 不引入中心化的可信任方 就能解決在通信通道上支付的方案。
比特幣的強大之處就在於：它是一個基於密碼學原理而不是依賴於中心化機構的電子支付系統，它能夠允許任何有交易意願的雙方能直接交易而不需要一個可信任的第三方。交易在數學計算上的不可撤銷將保護 提供不可撤銷服務 的商家不被欺詐，而用來保護買家的 程序化合約機制 也比較容易實現。

假設網路中有A, B ,C三個人。
A付給B 1比特幣 ，B付給C 2比特幣 ，C付給A 3比特幣 。
如下圖所示：

為了刺激比特幣系統中的用戶進行記賬，記賬是有獎勵的。獎勵來源主要有兩方面：

比特幣中每一筆交易都會有手續費，手續費會給記賬者

記賬會有打包區塊的獎勵，中本聰在08年設計的方案是： 每10分鍾打一個包，每打一個包獎勵50個比特幣，每4年單次打包的獎勵數減半，即4年後每打一個包獎勵25個比特幣，再過四年後就獎勵12.5個比特幣... 這樣我們其實可以算出比特幣的總量：

要說明打包的記錄以誰為準的問題，我們需要引入一個知名的 拜占庭將軍問題 （Byzantine failures）。拜占庭將軍問題是由萊斯利·蘭伯特提出的點對點通信中的基本問題。含義是在存在消息丟失的不可靠信道上試圖通過消息傳遞的方式達到一致性是不可能的。

假設有9個互相遠離的將軍包圍了拜占庭帝國，除非有5個及以上的將軍一起攻打，拜占庭帝國才能被打下來。而這9個將軍之間是互不信任的，他們並不知道這其中是否有叛徒，那麼如何通過遠距離協商來讓他們贏取戰斗呢？

口頭協議有3個默認規則：
1.每個信息都能夠被准確接收
2.接收者知道是誰發送給他的
3.誰沒有發送消息大家都知道
4.接受者不知道轉發信息的轉發者是誰
將軍們遵循口頭規則的話，那就是下面的場景：將軍1對其他8個將軍發送了信息，然後將軍2~9將消息進行轉達（廣播），每個將軍都是消息的接受者和轉發者，這樣一輪下來，總共就會有9×8=72次發送。這樣將軍就可以根據自己手中的信息，選擇多數人的投票結果行動即可，這個時候即便有間諜，因為少數服從多數的原則，只要大部分將軍同意攻打拜占庭，自己就去行動。
這個方案有很多缺點：
1.首先是發送量大，9個將軍之間要發送72次，隨著節點數的增加，工作量呈現幾何增長。
2.再者是無法找出誰是叛徒，因為是口頭協議，接受者不知道轉發信息的轉發者是誰，每個將軍手裡的數據僅僅只是一個數量的對比：

這里我們假設有3個叛徒，在一種最極端的情況下即叛徒轉發信息時總是篡改為「不進攻」，那麼我們最壞的結果就如上圖所示。將軍1根據手裡的信息可以推出要進攻的結論，卻無法獲知將軍裡面誰是叛徒。
這樣我們就有了方案二：書面協議。

書面協議即將軍在接受到信息後可以進行簽字，並且大家都能夠識別出這個簽字是否是本人，換種說法就是如果有人篡改簽字大家可以知道。書面協議相對比口頭協議就是增加了一個認證機制，所有的消息都有記錄。一旦發現有人所給出的信息不一致，就是追查間諜。
有了書面協議，那麼將軍1手裡的信息就是這樣的：

可以很明顯得看出，在最壞的一種情況——叛徒總是轉發「不進攻」的消息之下，將軍7、8、9是團隊里的叛徒。
這個方案解決了口頭協議里歷史信息不可追溯的問題，但是在發送量方面並沒有做到任何改進。

在我們的示例中，比特幣系統里的每個用戶發起了一筆交易，都會通過自己的私鑰進行簽名，用數學公式表示就是：

所以之前的區塊就變成了這樣：

這樣每一筆交易都由交易發起者通過私鑰進行數字簽名，由於私鑰是不公開的，所以交易信息也就無法被偽造了。

如書面協議末尾所說的那樣，書面協議未能解決信息交流過多的問題。當比特幣系統中存在上千萬節點的時候，如果要互相廣播驗證，請求響應的次數那將是一個非常龐大的數字，顯然勢必會造成網路擁堵、節點處理變慢。為了解決這個問題，中本聰乾脆讓整個10分鍾出一個區塊，這個區塊由誰來打包發出呢？這里就採用了工作量證明機制(PoW)。工作量證明，說白了就是解一個數學題，誰先解出來數學題，誰就能有打包區塊的權力。換在拜占庭將軍的例子中就是，誰先做出數學題，誰就成為將軍們裡面的總司令，其他將軍聽從他發號的命令。

首先，礦工會將區塊頭所佔用的128位元組的字元串進行兩次sha256求值，即：

這樣求得一個值Hash，將其與目標值相比對，如果符合條件，則視為工作量證明成功。
工作量證明成功的條件寫在了區塊鏈頭部的 難度數 欄位，它要求了最後進行兩次sha256運算的Hash值必須小於定下的目標值；如果不是的話，那就改變區塊頭的 隨機數 （nonce），通過一次次地重復計算檢驗，直到符合條件為止。

此外， 比特幣有自己的一套難度控制系統，使得比特幣系統要在全網不同的算力條件下，都保持10分鍾生成一個區塊的速率。這也就意味著：難度值必須根據全網算力的變化進行調整。難度調整的策略是由最新2016個區塊的花費時長與期望時長（期望時長為20160分鍾即兩周，是按每10分鍾一個區塊的產生速率計算出的總時長）比較得出的，根據實際時長與期望時長的比值，進行相應調整（或變難或變易）。也就是說，如果區塊產生的速率比10分鍾快則增加難度，比10分鍾慢則降低難度。

PoW其實在比特幣中是做了以下的三件事情。

這樣可以防止一台高性能機器同時跑上萬個節點，因為每完成一個工作都要有足夠的算力。

有經濟獎勵就會加速整個系統的去中心化，也鼓勵大家不要去作惡，要積極地按照協議本來的執行方式去執行。(所以說，無幣區塊鏈其實是不可行的，無幣區塊鏈一定導致中心化。)

也就是說，每個節點都不能以自身硬體條件去控制出快速度。現在的比特幣上平均10分鍾出一個塊，性能再好的機器也無法打破這個規則，這就能夠保證 區塊鏈是可以收斂到共同的主鏈上的 ，也就是我們所說的共識。

綜上，共識只是PoW三個作用中的一點，事實上PoW設計的作用有點至少有這么三種。

默克爾樹的概念其實很簡單，如圖所示

這樣，我們區塊的結構就大致完整了，這里分成了區塊頭和區塊體兩部分。

區塊鏈的每個節點，都保存著區塊鏈從創世到現在的每一區塊，即每一筆交易都被保存在節點上，現在已經有幾百個GB了。
每當比特幣系統中有一筆新的交易生成，就會將新交易廣播到所有的節點。每個節點都把新交易收集起來，並生成對應的默克爾根，拼接完區塊頭後，就開始調整區塊頭里的隨機數值，然後就開始算數學題

將算出的result和網路中的目標值進行比對，如果是結果是小於的話，就全網廣播答案。其他礦工收到了這個信息後，就會立馬放下手裡的運算，開始下一個區塊的計算。
舉個例子，當前A節點在挖38936個區塊，A挖礦節點一旦完成計算，立刻將這個區塊發給它的所有相鄰節點。這些節點在接收並驗證這個新區塊後，也會繼續傳播此區塊。當這個新區塊在網路中擴散時，每個節點都會將它作為第38936個區塊(前一個區塊為38935)加到自身節點的區塊鏈副本中。當挖礦節點收到並驗證了這個新區塊後，它們會放棄之前對構建這個相同高度區塊的計算，並立即開始計算區塊鏈中下一個區塊的工作。
整個流程就像下一張圖所展示的這樣：

簡單來說，雙花問題是一筆錢重復花了兩次。具體來講，雙花問題可分為兩種情況：
1.同一筆錢被多次使用；
2.一筆錢只被使用過一次，但是通過黑客攻擊或造假等方式，將這筆錢復制了一份，再次使用。
在我們生活的數字系統中，由於數據的可復制性，使得系統可能存在同一筆數字資產因不當操作被重復使用的情況，為了解決雙花問題，日常生活中是依賴於第三方的信任機構的。這類機構對數據進行中心化管理，並通過實時修改賬戶余額的方法來防止雙重支付的出現。而作為去中心化的點對點價值傳輸系統，比特幣通過UTXO、時間戳等技術的整合來解決雙花問題。

UTXO的英文全稱是 unspent transaction outputs ，意為 未使用的交易輸出 。UTXO是一種有別於傳統記賬方式的新的記賬模型。
銀行里傳統的記賬方式是基於賬戶的，主要是記錄某個用戶的賬戶余額。而UTXO的交易方式，是基於交易本身的，甚至沒有賬戶的概念。在UTXO的記賬機制里，除了貨幣發行外，所有的資金來源都必須來自於前面某一個或幾個交易。任何一筆的交易總量必須等於交易輸出總量。UTXO的記賬機制使得比特幣網路中的每一筆轉賬，都能夠追溯到它前面一筆交易。
比特幣的挖礦節點獲得新區塊的挖礦獎勵，比如 12.5 個比特幣，這時，它的錢包地址得到的就是一個 UTXO，即這個新區塊的幣基交易（也稱創幣交易）的輸出。幣基交易是一個特殊的交易，它沒有輸入，只有輸出。
當甲要把一筆比特幣轉給乙時，這個過程是把甲的錢包地址中之前的一個 UTXO，用私鑰進行簽名，發送到乙的地址。這個過程是一個新的交易，而乙得到的是一個新的 UTXO。
這就是為什麼有人說在這個世界上根本沒有比特幣，只有 UTXO，你的地址中的比特幣是指沒花掉的交易輸出。
以Alice向Bob進行轉賬的過程舉例的話：

UTXO 與我們熟悉的賬戶概念的差別很大。我們日常接觸最多的是賬戶，比如，我在銀行開設一個賬戶，賬戶里的余額就是我的錢。
但在比特幣網路中沒有賬戶的概念，你可以有多個錢包地址，每個錢包地址中都有著多個 UTXO，你的錢是所有這些地址中的 UTXO 加起來的總和。
中本聰發明比特幣的目標是創建一個點對點的電子現金，UTXO 的設計正可以看成是借鑒了現金的思路：我們可能在這個口袋裡裝點現金，在那個櫃子角落裡放點現金，在這種情況下不存在一個賬戶，你放在各處的現金加起來就是你所有的錢。
採用 UTXO 設計還有一個技術上的理由，這種特別的數據結構可以讓雙重花費更容易驗證。對比一下：

『捌』 比特幣挖礦機的算力隨時間衰減嗎

這個不好說。如果幣價持續下跌，礦工普遍對比特幣失去信心，挖礦的收益嚴重低於挖礦成本，那麼大量的礦工就會停止挖礦，算力就會驟降。還有就是因為世界各主要的國家對比特幣採取了更加嚴厲的態度，例如中國和美國，那麼比特幣算力也可能會出現驟降，甚至挖礦消失。

但比特幣挖礦作為一種基礎設施，如果比特幣能持續的存在下去，雖然挖礦的收益減少了，但是為了整個比特幣網路系統的安全，一些大的比特幣公司可能會出資進行挖礦，維護比特幣網路系統的安全。還有就是比特幣未來的前景更加明朗化，前途一片光明，比特幣算力不但不會降低，還會增加。

『玖』 比特幣在2012年十一月底算力減半為多少

第一次減半：2012年11月28日，第210000個區塊被挖出，區塊獎勵第一次減半，區塊獎勵為25BTC。

第二次減半：2016年7月10日，從第420.000個區塊開始每個區塊產出的比特幣獎勵減半至12.5BTC。

第三次減半：2020年5月12日，比特幣獎勵減半至6.25BTC

下一次減半：2024年5月9日，比特幣獎勵將減半至3.125BTC