比特币运转机制 比特币造币机制

本篇文章给大家谈谈比特币运转机制，以及比特币造币机制对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

区块链共识机制之一：POW工作量证明机制

区块链可以理解为一个不可篡改的公共账本，所有参与者都能验证交易并进行记账，即为分布式账本。那到底由谁来记账？又如何保证账本的一致性、准确性呢？也就是区块链的共识机制是如何的？

区块链的共识机制就是解决由谁来记账（构造区块），以及如何维护区块链的一致性问题。目前区块链项目采用的共识机制有多种，如：POW工作量证明机制，POS权益证明机制，DPOS股份授权证明机制等等。本文说明POW工作量证明机制。

区块链的第一个成功应用比特币系统采用的POW工作量证明机制。即以比特币系统为例说明POW机制，首先比特币系统有一套激励机制让所有参与者竞争记账的权利，即谁拥有记账权谁将获取构造新区块的比特币奖励（目前奖励为12.5比特币），同时获取新区块内所有交易的手续费作为奖励。

参与者如何竞争记账权利呢？参与者通过自己的算力计算一道数学难题，谁先计算的结果，谁就拥有了记账的权利，也就可获得构造新区块的奖励。这道数学难题就是寻找一个随机数Nonce，使得对区块头的哈希计算的结果小于目标值，Nonce本身是区块头中的一个字段，所以通过不断的尝试Nonce的值，以满足区块头的哈希计算结果小于目标值。通过动态调整目标值，即可调整计算的Nonce值的难度。

关于哈希计算Nonce的过程通常类比为掷筛子游戏，基于参与游戏的筛子的个数通过调整掷得筛子的点数可调整游戏的难度。例如：100个人参与掷筛子，总共有100个筛子，要求掷得点数为100为赢，则100个人谁先掷得点数100即为胜利者，即拥有了记账权。如果发现大家掷出100点的时间太快，则可增加难度，要求掷得点数为80为赢。如果又有100个人参与游戏，则游戏中增加了筛子数，如：筛子数增加为200个，同样通过设置掷得点数来调整游戏的难度。

筛子类似于比特币网络的算力，掷得点数类似于比特币网络可动态调整的目标值。

区块链以最长的链条视为正确的链条，如果存在同时出现两个区块，会暂时并行记录两个区块，后续再生成的区块基于其中的某一个区块，将会形成的最长的链条作为一致性的链条，另外一个区块将会被丢弃，比特币是基于6个区块的确认，所以被丢弃的区块将不会获得比特币系统的奖励，也就是白白将竞争记账权的算力（电费）浪费了。基于工作量的激励，参与者必然尽最大能力构造正确的区块，也就是满足区块链的一致性。即全网的所有用户可以达成唯一的一致性的公共账本。

目前比特币系统全网算力已达到惊人的24.75EH/s，其中1E=1000P，1P=1000T，1T=1000G，1G=1000M，1M=1000K，1K=1000，H/s为每秒一次哈希计算（哈希碰撞），也就是每秒进行24.75E次哈希计算，且仍有持续的算力加入比特币系统。比特币记账权的竞争，提供算力的硬件从CPU，GPU，专业矿机，矿池。目前单机版的专业矿机已无法竞争到记账权，必须由多台矿机组合为矿池才能竞争到记账权。

比特币的生态困境

要说明这个问题比特币运转机制，首先给出几个公理。

1、生态比特币运转机制，都不可能是自循环的，一定需要有外来的能量或者价值输入。地球是一个巨大的生态，它的外部输入就是太阳，没有太阳，地球就会枯竭。

2、 地球上的能量是不守恒的 ，地球需要不断地从太阳获取能量的能量。所谓的能量守恒，只是“量”的守恒，“能”是会消失的，所以没有永动机。比如你去跑步健身，生物能变成了动能和热能（“量”的守恒），但这些“能”你已经不能再为你所用了（“能”的消失），已经变成了二氧化碳飘散在空中，你必须去吃米饭，而水稻生长需要太阳。

3、对经济生态的价值增量的溯源，一定来自于太阳。

比特币的生态，就是一个支付记账的生态，它的外部输入是挖矿服务器和电。比特币的全节点服务器负责挖矿，挖到矿的节点获得比特币奖励和记账手续费，并对网络上的比特币支付结算的行为进行记录，其比特币运转机制他的全节点负责复制挖到矿的全节点的账本。

比特币网络是一种不支持商业应用扩展的网络，它只能记账，挖矿获得比特币奖励是比特币生态持续运转的关键，挖到矿的节点可以把得到的比特币在二级市场上卖出换钱来支付服务器维护费和电费，也就是挖矿成本。由于服务器和电费的开销是持续的，比特币网络存在越久，成本就会越高，比特币生态只能依靠比特币发行的通缩性来使得比特币增值从而维系不断上升的挖矿成本。

比特币总量是2100万枚，每四年挖矿奖励减半，比特币第一次减半发生在2012年11月28日，减产后产出奖励从50枚降低到25枚比特币运转机制；第二次减半发生在2016年7月10日，减产后产出奖励从25枚降低到12.5枚；第三次减半发生在2020年5月12日，减产后产出奖励从12.5枚降低到6.25枚。

随着比特币的挖矿奖励越来越少，挖矿奖励会渐渐和挖矿成本持平，当比特币全部发行完毕，矿工记账仅能获得手续费。因此，比特币就 必须 维持一个价格增长的势态，保持足够的激励让矿工记账。请注意，这里是 必须 ，也就是无论客观还是主观、内在还是炒作，都要求比特币价格维持上涨。

如果比特币价格没有办法持续上涨，为了支付挖矿成本，矿工只能增加挖矿手续费比率，这样通过比特币网络支付结算的人就需要付出高额手续费，那么就会降低他们通过比特币交易的意愿；如果降低比特币交易频率，甚至持有比特币不做交易，矿工的服务器也要一直开机运作，这是比特币账本的持续保管成本；如果挖矿手续费不提高，就无法激励矿工挖矿记账，也无法保证去中心化的运作，整个生态也就没了。无论何种情况，对于比特币价格来说都是戴维斯双杀。

比特币生态只有维持涨价一条路。

对比，以太坊生态比较多样化，以太坊本身可以产生价值，它支持商业合约、 游戏 制作、艺术品NFT发行，所以以太坊不太需要通过通缩以太币来激励挖矿，以太坊可以持续发币。

华尔街雪崩、比特币斩腰，世界是BAT的，是比特币的，好像还是央妈的

只要音乐还没有停下来，我们就得继续，这是很形象的描述华尔街的运作机制的一句话。

华尔街就像是举办一场舞会，当音乐响起，每个人都高高兴兴，欢欢乐乐，处在兴奋之中。激动地不知道何时停下来。

当市场涨的时候，每个都是神，每个人都把央行释放的流动性归结为自己无比聪明，好像天生就是赌神，逢赌必赢。

问题不在于大盘高歌猛进的时候，问题的关键在于当音乐戛然而止，我们如何逃之夭夭，最好是除了我们自己其他人都被深深套牢，如果加上一个时间的偏好的话，最好是一万年。

但是音乐戛然而止的时刻是我们无法判断的，有谁能够判断华尔街在刚刚的一周里下跌超过10%的跌幅呢？又有谁能够能够成功溜之大吉呢？

如果真有这样的神人，分分钟超过巴菲特，日进斗金指日可待也。2018年的2月份注定是一个不平静的月份，一个月刚刚开始，大盘却把2017年全年的涨幅跌没了。就像是上世纪前苏联帝国一样，80年代还入侵阿富汗，在全世界和美帝国主义争夺霸权，不可一世，但是在90年代刚刚开始，就轰然倒塌。

华尔街的故事可能比前苏联的故事来的更猛烈，更快。华尔街一泻千里是分分钟的事情。

为什么在2018年的2月份，华尔街会掉头向下，跌去了过去一年的涨幅。为什么比特币的价格会斩腰？我们先不要着急找华尔街雪崩的原因，比特币不再迷人的理由。

我们首先把时光机倒回来，看看去年一年发生了什么？去年一年阿里巴巴、腾讯、百度等大型的互联网公司涨幅都在一倍左右。即所谓的BAT。当然百度有点掉队，但是即使是掉队目前也还有700多亿刀的市值。阿里巴巴和腾讯更不用说了，这两家公司在最高市值的时候加起来一万亿刀的市值。各自的市值将近5000亿刀。因此有的VC在一级市场上看项目的时候，已经不再看这家公司是否能够上市，而是看能够买给TA，也就是卖给腾讯和阿里巴巴。腾讯和阿里巴巴会比华尔街给出的价钱更高。世界已经到了真正的强者恒强的时代。强到你简直不敢相信自己的眼睛，强到你根本不知道他什么时候会节节高。

比特币等数字货币就更不要提了，比特币在过去一年涨幅从年初的1000美元涨到年末的2万美元，涨幅20倍。以太坊的涨幅更是超过100倍。还有很多，过去一年涨幅超过一倍的还有很多，行情软件上随便可以查找到。

币圈一直有人在喊，“一币一嫩模，一币一别墅，甚至是一币一白宫一美联储。”

这也是不是太嚣张了。

世上只有妈妈好，有妈的孩子像块宝，投进妈妈的怀抱，幸福享个没完没了。

从几分涨到20000美元的比特币，市值5000亿美元的阿里巴巴和腾讯也许大概就是那个投进妈妈怀抱的宝吧。过去一年不论是炒股的还是炒币的，都赚了不少。

“一切价格都是货币现象”这是著名的货币学派货币大师诺贝尔经济奖获得者弗里德曼的研究结果。

无论是20000刀的比特币还是5000亿刀的阿里巴巴和腾讯，说来说去，其实还是全球以美联储代表的央行一直放水的结果。

美国货币存量从从1867年到1960年的90年间增长了127倍，期间美国的人口增长了5倍。

那还是以黄金本位的时候，黄金本位时代，所谓金本位就是能够时候把手里的货币换成黄金。也就是央行发行货币不是随随便便的，央行的金库里必须有一定比例的黄金。

那个时候英国刚刚完成工业革命，世界正在第一波全球化浪潮的高潮时刻，高潮你懂把。在德国铁血宰相俾斯麦统一了德意志，德国进入了工业化的时代，美国打了唯一一次内战，形成了铁板一块的真正美利坚合众国。大清王朝以李鸿章为首的帝国明眼人在搞洋务运动。金本位在世界形成了共识，也许就像现在的区块链共识算法一样。

但自从中国人民的老朋友，理查德•尼克松在1971年，关闭了美元的黄金窗口，世界各个国家的央行更是如脱了缰的野马。世界各国央行在不守节操的印印印，在文明的21世纪，还有津巴布韦这样的国家货币还不如手纸的国家，就是不守节操印钞的后果。

守节操当属美联储，但是就是美联储在危机时刻不得不放开印钞机的闸门。前前美联储主席，本•伯南克被叫做是直升机本。就是伯南克提出了在经济危机时刻用直升机撒钱的理论。国民老公王思聪的撒币大战简直是九牛一毛。

虽然直升机撒钱没有被付诸实施，但是该理论还是得到了实践。从2008年10月美联储实施了3轮量化宽松，美联储大力购买美国国债，企业债，两房债券等。全球的央行以邻为壑，不守节操，欧洲央行，日本央行相继进行了量化宽松，以此来进行刺激经济。但是经济没有多大起色，反而推高了全球的资产价格。其中包括华尔街的股市，20000一枚的比特币，还有中国北京海淀区10万人民币一平米的学区房。

但总归，上帝的归上帝凯撒的归凯撒

虽然在美联储在2013年12月1日退出量化宽松，但是长期利率依然保持在低位，因此华尔街牛市继续，币圈喊一币一嫩模也就不足为奇了。

美联储新一轮的加息周期从2015年的12月开始把基准利率从0.25%调到2017年末的1.5%。预计2018年还会三次，新上任的美联储主席鲍威尔将延续耶伦的政策。是40年来首位不是经济学家的美联储主席。这位新主席没有一次投过反对耶伦的票。

美国十年期国债的收益率已经高达2.73%的水平，十年期国债是，是2014年以来最高的水平。

债券收益率上升将不断推高借贷成本，这极其不利企业的动物精神。将使得企业有扩张转向保守。

一直以来利率被认为是经济活动的核心变量，利率的随时间的变化路径更是被关心市场的人们盯得死死的。这其中包括长期利率和短期利率，短期利率得到了美联储的操控。但是长期利率不是很容易被操控，而是由于人们对未来的前景的认知决定的。十年期美国国债是一个长期利率的锚。因为价格会与长期利率水平背道而驰。

也许有人会说，你看现在长期利率还是很低，远没有历史的平均水平。因此现在担心太早了，等到长期利率水平达到一定的高度我们在来关心吧。

人类天生就具有过度乐观或者是极度悲观的天性，这大概就是股神巴菲特所谓的别人贪婪时我恐惧，别人恐惧时我贪婪吧。

虽然历史往往高度惊人的相识，但也会出人意料。

总体来看长期利率水平的大势是下降的，意思就是现在2.73%的利率水平就相当于金融危机前的4%或许是5%，是4%还是5%又有谁知道呢？如果是相当于5%的历史利率水平的话，那么我们现在就值得警惕了。

另外我们人类天生往往是后知后觉的，往往是大难临头才想起了历史的教训。

其实让我们来回顾一下刚刚过去的次贷危机，我们就能够明白其中的道理。

2004年6月,美国经济出现过热苗头,时任美联储主席的格林斯潘毅然决定加息。短短两年间,美联储连续17次小幅加息,将基准利率从1%一路加到5.25%。就像是抗金英雄岳父，连续接到了十二道金牌。十二道金牌之后是什么？结果我们已经知道了。

美联储前任主席格林斯潘加息的按部就班,颇为传奇。他洞察市场心理,将加息意向逐步渗透到经济各个角落,等到政策宣布时,金融市场波澜不惊。

在格林斯潘任职美联储主席最后两年里,17次加息平稳有序,为他的美联储主席生涯平添几分神秘。

“谁当总统都无所谓,只要让艾伦当美联储主席就成”——这是1996年美国大选前夕《财富》杂志放在封面的一句口号。

格林斯潘掌管美联储期间，美国总统经历了老布什、克林顿、小布什。长达19年，简直比肩普京大帝。

虽然格林斯潘已经如此之神，但在格林斯潘退休以后还是爆发了明斯基时刻，就是08年的雷曼倒闭，次贷危机。

科技股泡沫在2000年破裂后,纳斯达克崩盘，美联储开始迅速降低联邦基准利率。911之后的2001年1月3日美联储彻底调整了货币政策立场,宣布了自1998之后的更大降息，2002年11月,美联储再度将基准利率下调0.5个百分点,降至1.25%,并维持这一低利率直至2004年6月再度加息。

2004年6月份,在美国经济刚刚从2002年到2003年的低谷中露出些许复苏之色的时候,格林斯潘领导下的美联储便毅然决然的发起了长达两年的加息进程。

为什么格林斯潘坚持加息呢？利率太低了,流动性注入得太多了,猛药不能长吃。老谋深算的格林斯潘明白这一点。格老担心过多的流动性会使美国的资产价格被华尔街炒到没有任何人接盘的地步,诱发资产价格的暴跌和美国经济的大衰退。

稳定的资产价格上涨对美国经济增长是正面因素,过快的和不受控制的资产价格上涨对美国经济来说是饮鸩止渴。同样2018年的美股股市高出格林斯潘那个时候的两倍还多。

格林斯潘同样动作很快。在格老2006年1月卸任前的短短18个月,利率就从1%的低点一路升至4.25%的高点。随后,2006年2月伯南克上任后接过加息接力棒,一路加到7月的5.25%,并保持14个月。

“没有应对泡沫的良药”格林斯潘在任美联储主席的时候,成功应对了通胀。可是,在他退下来以后,包含了房市泡沫的“格林斯潘神话”走向破灭。

回头再看,人们认为在格林斯潘的过度呵护下,低利率环境虽然保住了经济增长,但也造成了流动性泛滥带来的资产泡沫。我们现在的市场又何尝不是呢？有过而无不及。

在“9-11”事件之后近三年的超低利率环境里,美国房地产业格外繁荣,也正是在这个时期,全球流动性泛滥受到各国央行关注,流动性泛滥助长了住房按揭贷款的风生水起,一大批美国人开始了拥有自己住房的“圆梦之旅”,各类房贷公司、银行等金融机构也为抢夺房贷按揭业务而激烈竞争:不完善的收入证明、过多的历史债务等等,都不能阻止这些金融机构向客户发放房贷。这被看作“次级债危机”爆发的的根源。

与上一次的次贷危机不同的是这次的标的换成了改变世界的区块链比特币，普惠金融p2p的现金贷，能够满足学生炫耀的裸贷。

因此人类在对抗泡沫时从来没有找到过灵丹妙药。长期利率的上涨就像温水煮青蛙中慢慢加热的温水。

2005年，美国房市已经开始破裂，但是还是无人察觉，以至于出现0首付这样的超低优惠，2007年8月1日月，美国的前财长鲍尔森在北京的演讲中说“问题已经得到了基本的控制”。但是8月9日，法国巴黎银行冻结了其旗下的三只基金，21世纪初一场大的金融危机却刚刚开始。等到2008年的9月15日，历经100多年的华尔街大行雷曼倒闭，大家才认识到了这次不一样。

成也萧何败萧何，世界各国的银行释放了过多的流动性，过多的流动性推高了各种资产的价格，当央行开始收紧流动性的时候，资产价格下跌是必然的。这个就涉及到了怎么在资产价格下跌的时候提前逃之夭夭。

比特币等区块链技术虽然号称是去中心化，但比特币等数字货币交易的时候大多却是在中心化的交易所。

区块链号称是改变未来的技术，其实是各种大佬在割韭菜，而且还是明目张胆的的割韭菜。号称认知升级。

美国总统川普把2017华尔街不同寻常的涨幅称作是自己的政绩，那么有人讲，2018年2月分市场的雪崩也是你的政绩。

也有人把投资腾讯的股票、阿里巴巴的股票当做自己头脑聪明的表现，大概这些人认为世界上除了自己以外，其他人都是蠢猪。

当然投资数字货币涨幅超过了几十倍，几百倍的大概更认为自己就是上帝了，在操控整个机制的运转，不久的将来要变成仙，就差一股仙气了。

其实所有的都是银行暂时释放的流动性罢了，世界是BAT的，是比特币的，好像还是央妈的。至少暂时是。

因为只有央行拥有印钞的特权，只有央行背后的政府拥有征税的特权。

有谁从经历过13年的山寨币的化整为零的故事么，我以为在此过程中，大概可以知晓其中谁在裸泳。

详解比特币的“51%攻击”

刚接触比特币比特币运转机制的时候，都听过“51%攻击”这个概念。简单来说，就是如果某个节点拥有超过全网51%的算力，将能够实现双重支付、撤销交易等操作，让比特币网络崩溃。

那么，这个51%攻击是什么实现的？

假设一个场景，A用10比特币向B购买一样商品，步骤如下：

（1）A支付给B 10BTC；

（2）B收到10BTC确认收款后发货（一般认为6次确认后交易就不可逆转）；

（3）A随即创建另一笔交易，将同样的10BTC支付给自己。

显然，A想要撤销第一笔交易，不用花钱就得到B的商品。为了达到这个目的，A进行了双重支付，将同样的10BTC支付给B和自己。在正常的比特币网络中，一旦第一笔交易经过6次确认后就几乎不可更改，后续的交易数据将继续打包成新的区块依次链接下去。可是，如果A用户拥有51%的算力，情况将会发生有趣的变化，A可以实现双重支付的目的。

具体过程如下：

假设第一笔交易被打包到100号区块，当后面再增加5个区块后，6次即可确认该交易，区块如下图所示：

这时，A又发起了一次给自己10BTC的交易。如果A向全网广播，这笔交易不会被处理（因为找不到要花费的UTXO，10BTC支付给B的事实已经被全网确认了），所以A选择不广播，而是对主链进行“分叉”，生成另外一个100号区块，并在其中打包第二笔交易，如下图：

由此，产生了两条子链。简单描述起见，第一笔交易所在的叫C1，第二笔交易所在的叫C2。其比特币运转机制他矿工继续在C1上打包数据，而A则在C2上挖矿，两条链开始赛跑。由于A具有超51%的算力资源，很快，C2的长度就会超过C1，如下图：

这时，按照比特币的最长链优先原则，其他矿工也会自动转到C2上，使C2变成了主链。C1则会被抛弃，之前打包在C1上的所有交易（包括第一笔A支付给B 10BTC的交易），都会变为无效。结果是A不花一分钱就拥有了属于B的商品，这就是“51%攻击”。

当然，要真正实现51%攻击是非常困难的，在比特币网络中几乎是不可能的，因为这需要消耗巨大的成本，跟攻击成功后获取到的收益相比，完全是得不偿失。

51%攻击能带来的收益是非常有限的，只能做到：

1、修改自己的交易记录，如双重支付；

2、阻止确认部分或全部交易。

而下面这些即使是51%攻击也没法做到的：

1、凭空生成比特币；

2、修改每个区块产生的比特币数量。

因此，51%攻击成本巨大，收益却很小，仅能实现“双重支付”而已，所以51%攻击很多时候又被称为“双花攻击”。“双花”是数字货币要解决的第一个核心问题，比特币通过共享账本和工作量证明共识机制比较完美地解决了这个问题。

区块链中的每个区块中记录要经历哪些验证环节?

会经历三个验证环节，分别是:

1. 账本验证问题 实际上对于第一个问题，很容易想到解决方法，那就是少数服从多数，如果某个节点的账本数据被篡改了，那么只需要和全网其他节点的数据比对，就必然能发现异常。 但问题在于，随着时间的推移，记录的累积，数据量会越来越庞大，记得在13年的时候，笔者下载的比特币钱包，从网络同步下载下来的交易账本数据就已经多达几十GB，如果说要对这么大的数据进行逐一传输、比对，可以说是不现实的。

2. 账户所有权的证明 如果我要通过某个账户给另一个账户转账，必然需要证明我对此账户的所有权。对于中心化的货币系统，我们只需要向银行出示密码即可，但是对于去中心化的系统，如果我们也通过出示密码给其他节点，来证明我们对账户的所有权，那么我们的密码也就泄露给了其他节点（即用户）。

3. 事实上这是一个现代密码学中比较基础的问题，说白了就是如何在不暴露自己私钥的前提下，自证身份，也有很成熟的解决方法：利用非对称加密算法。关于算法的细节，计划在后面单独说说现代密码学的一些基础算法，这里我们就用类比的方法描述一下。

4. 记账问题:去中心化的前提就是，时刻需要有节点在线，否则就没有人处理记账、验证交易等工作，那么，比特币有什么机制，让人们心甘情愿的时刻保持在线呢？ 我们之前说过，比特币_10分钟，会将这10分钟内的交易数据打包记录成一个区块，也就是记账。但是不是所有人都有权利去记账的，全网的每个节点，都会去计算一个问题，只有第一个解出符合要求的答案的节点，才有记账权，而作为奖励，该节点会得到一定数量的比特币。

5. 随着比特币的价格越来越高，越来越多的人参与到这种解题竞赛中去，并将这一过程戏称为“挖矿”，也正是这些“矿工”，维持着整个比特币网络的运转。而这也就是比特币的发行过程：_10分钟，通过奖励矿工的形式，产生新的比特币。

写到这里，本文关于比特币运转机制和比特币造币机制的介绍到此为止了，如果能碰巧解决你现在面临的问题，如果你还想更加了解这方面的信息，记得收藏关注本站。