什么是数字指纹SHA算法非对称加密，不能再通俗了

Posted 2021-04-25 李少主区块链

什么是数字指纹、SHA算法、非对称加密，不能再通俗了（二）

文 | 李少主

李少主，比特币及区块链行业推广者，6年从业经验。

致力于数字货币的研究，欢迎有识之士共同探讨区块链！

接上篇。

第9步

同步账本

比特币为什么要挖矿？

中本聪为什么要规定新区块的数字指纹的前72位数必须是零？

通过这种方法可以控制新区块的生成速度，给账本同步留出时间。

数字指纹是二进制，每一位数只有0和1两种可能性。因此，找到一个这样的数的概率是2的72次方分之一，即

1/4722366482869645213696

这个概率非常低。如果不进行这样的规定，那么每个人都会很容易的添加一个区块。也就无从争夺记账权，更不能对节点产生激励。

通过这样一种规定，矿工们去争夺记账权。按照目前的算力，大概每十分钟才能找到一个这样的数值。当然，这个时间并不是固定的，最快只需要三四分钟。而别的节点同步最新的账本也只需要三四分钟。这样就保证了账本的一致性，免得混乱。

这种方式还可以控制挖矿的速度，确保比特币产量的稳定。

如果将72的规定改为73，即要求前73位数都必须是零，挖矿的难度就增加了一倍。

中本聪将比特币产量设定为每增加21万个区块之后，币的奖励减半，直到2140年不再有新的比特币产生。

平均每十分钟产生一个新的区块，产生21万个区块的时间是210万分钟，约等于1458天，大概是四年。

第10步

分叉与合法性

如上，这个数值非常难找。但有一种可能性不能排除，如果两个矿工同时找到了一个前72位数都是0的SHA值该怎么办？尽管这种可能性很小，但是并不能排除。

实际上，这种情况时不时就会出现一次。由于网络情况不同，有些节点收到的是某一个新区块，别的节点收到的是另一个区块，按照前面的规定，这两个区块都是合法的。

这里就引出了另一个常见的概念——分叉。

比特币网络设定先搁置争议，两个区块都暂时保留，做一个临时的分叉。

尽管出现了分叉，但是挖矿并不会停止。别的节点还在继续争夺记账权。

下一个区块出现时，系统规定该节点必须把这个区块接到其最先收到的区块上。如果它先收到的是区块1，那就接在区块1后面。如果它先收到的是区块2，那就接在区块2后面。

然后把这个信息广播到全网。

只要哪一个节点更长，就被认定为合法。比特币只认定最长的链条是有效的。另外一条分支随机被放弃，里面的交易被认定无效。如果再在上面添加区块也就是非法的了。

如果再次发生小概率事件，两个分叉都被接上了新的区块。那么就继续保留分叉，直到两条分叉比出长短。

第11步

等待交易确认

分叉后，短的链条上的交易会被取消。这是比特币用户必须注意的一点。

这提醒我们，如果通过比特币进行交易，不能立刻就认定万事大吉，必须一定数量的新区块生成，交易没有被认定无效，才可以肯定交易已经成功了。

一般需要三个区块可以确认交易成功。也就是说，如果生成了三个区块之后，交易仍然没有被取消。就可以认为交易确认。

刚才说到，一个区块的产出时间大约是十分钟。大概三十分钟才能确认一笔交易。

对于大额交易来说，需要六个新区块才能确认交易。比特币规定大额交易优先打包，所以这个时间还是可以等待的。但对于小额交易来说，比特币并不实用，等待的时间太长。

比特币每个区块的大小是1MB，最多能容纳4000笔左右的交易。随着交易越来越频繁，比特币网络的拥堵越来越严重。很多小额交易要排很长时间的对才能得到打包确认。

比特币每个区块的产生时间平均是10分钟。用4000笔除以600秒，也就是6.67笔。这也就是我们常说的，比特币的处理速度大概是每秒钟7笔。当超出这个数量的时候，就要排队等待。

我们要知道，2017年天猫双十一，支付宝的处理峰值是每秒钟25.6万笔（数据库处理峰值每秒4200万次请求），也就是每分钟1536万笔。同支付宝相比，比特币的处理速度还无法支持日常使用。即便是现在最热的EOS也远远达不到这样的容量。

比特币优先处理大额交易，以防止有人恶意进行大量小额交易堵塞网络。但是这样的措施作用有限。

这也导致了比特币的一次硬分叉，分出了比特现金（BCH）。比特现金的区块大小是8M，能容纳的交易大幅增加。截至发稿前，BCH的价格是9111元人民币，市值1561亿元，是目前市值第四大的数字货币。

比特币有2100万个，但它的最小单位并不是“个”。否则很明显是不够用的。有些文章里说比特币可以无限细分，这也是错误的。怎么可能有一种货币没有其最小单位呢？这种货币要怎么使用？

一个比特币可以被分为一亿份，0.00000001个比特币是最小的单位，被称为一聪。这是脚本语言支持的最小单位。“聪”这个单位名称来自于中本聪。

第12步

提币与钱包

提币，顾名思义就是把比特币从交易所提到自己的钱包里。

前面我们讲的是比特币交易及其系统运行的基本原理。

我们想要获得比特币有两种途径：

一是挖矿

二是购买

刚才说到，找到一个前72位数都是零的SHA值的概率是1/4722366482869645213696。对于普通家用电脑来说，这种概率可以忽略不计。使用电脑挖矿基本上不能再获得比特币。

现在挖矿的都是专业的矿场，使用的是专业的ASIC芯片。当然，开矿场的机会是平等的。只要有钱买矿机就可以开矿场，但购买矿机的费用和矿场运行的电费肯定是一笔巨资。

大部分人获得比特币的方法只有第二种，通过交易所进行购买。

我们之前讲解过怎么在交易所购买数字货币。（参考《》，方法是一样的。）买完之后，这些数字货币仍然存在交易所里。如果对交易所的安全性不放心，我们可以把它提到自己的钱包里。

在交易所页面上很容易就能找到提币入口。钱包本身就是区块链的账户。就好比银行卡号，一个人可以有多个钱包。提币的具体方法我们以后继续讲解。也可以参考“晓说区块链”的文章《》。

本文不作为投资建议

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