首先,讓我們更具體一點地了解公共
區塊鏈試圖采用工作證明機制來解決的問題。在這個開放的對等網絡中,礦工——任何運行
比特幣代碼的人——都會收到相關的交易信息;而通過收集信息,礦工可以創建新的區塊。他們會互相競爭,因為第一個創建出有效區塊的礦工會得到相應的獎勵(以比特幣的形式)。在這種情況下,當新區塊被添加后,又是什么阻止了礦工不去刪除區塊鏈中之前的交易信息呢?盡管這種機制讓礦工無法竊取貨幣,但卻無法阻止他們重復使用貨幣。例如,我可以去一些不知情的小店,點一杯咖啡,然后使用比特幣買單。如果我是一名礦工,那么我隨后便可修改自己的比特幣區塊鏈、刪除交易記錄、向其他人發送修改后的區塊鏈;這樣那些原本被我花掉的比特幣就又回到了我的錢包中。
因此,比特幣網絡上所有的礦工均需持有相同的區塊鏈副本,且所有的更改與交易均不可撤銷。這兩點是至關重要的。“為了讓音樂更動聽一些,他們需要演奏同一首音樂。這一點具有重要意義。”Ripple的開發者斯蒂芬?托馬斯(Stefan Thomas)說道。Ripple也是一種受比特幣啟發的
數字貨幣。
為了統一所有演奏者的步調,比特幣軟件系統將添加新區塊的成本(根據計算能力衡量,也就是電力)設定得十分高昂,改變歷史記錄中區塊的成本就更高了。
任何試圖添加新區塊的礦工,都必須提供一份已經加密的證明。為了生成上述的加密證明,礦工必須通過幾個回合的哈希函數計算來處理新加的區塊。哈希函數計算是采用任意長度的數據并減去固定長度的無意義字母數字字符串的計算過程。為了讓處理過程更具挑戰性,區塊鏈算法要求計算得出的哈希值開頭必須是一串0。由于無法預測既定數據集將會產生何種哈希值,難題就產生了。因此,礦工要在已經驗證過的區塊上一遍又一遍地運行上述計算,每一次向數據集中插入一個隨機數。一旦隨機數發生了改變,就會生成新的哈希結果。當礦工最后得到正確數量的0時,哈希函數的運算就結束了。
第一個計算出符合要求的哈希結果的礦工會向其他礦工宣布新的區塊。而接收到信息的礦工會對新加區塊進行檢查,并將該區塊添加至區塊鏈的完整版中。為了順利開展這項工作,礦工會收取新比特幣以及挖掘費用作為酬勞。挖掘費用由用戶志愿添加到交易中,以期獲得優先處理。
哈希法可被視為一種鎖定區塊鏈上各個區塊的手段。假設有一把需要鑰匙才能鎖上的鎖。你手上有大量可供使用的鑰匙,但卻不知道哪把鑰匙才是正確的。你不得不挨個嘗試。當你終于找到正確的鑰匙后,你會把鑰匙留在鎖上,其他人都可以上前檢查這把鑰匙是不是正確的那把。
理論上來說,這種方式以及讓礦工收到回報,均是良好行為的誘因。不論是所消耗的電力,還是所購買的軟件,比特幣礦工在互聯網領域投入了太多的東西。因此,我們應該這樣想:這些礦工也不愿意以任何形式損害比特幣,包括采取重復支付等任何讓人們對比特幣的完整性產生質疑并降低其貨幣價值的措施。
類似的攻擊遭到了進一步的挫敗,因為向區塊鏈中添加新的區塊加劇了對原有區塊內容的修改成本。一旦新區塊形成后,其本身就含有前面區塊的哈希結果。原有舊區塊的任何改變都會讓后續區塊的哈希結果失效。因此,要想在舊區塊中插入虛假的修改內容,就必須在其后續的所有副本中也進行修改。在這種鎖定類比中,區塊鏈終端鎖定方式的設計取決于終端之前的所有鎖定情況。如此一來,一旦改變區塊鏈中間某塊的鎖定情況,就意味著在做出更改之后,必須為之后的每個鎖定找到新的密鑰。
比特幣“阻止了行為不當方的出現,因為其損害行為受到了計算能力的約束”。康奈爾大學
加密貨幣及合約計劃(IC3)的主任埃明?古恩?希拉爾(Emin Gün Sirer)如是說。
通過迫使礦工提供成本高昂的證明,并在之后報答他們的工作——中本聰發明了首個可行的點對點數字貨幣。中本聰也解決了一個困擾計算機科學家數十年的更加普遍的問題:輿論。在過去的8年里,不論是哪個重要時期,比特幣從未離線,一直激勵網絡中潛在的不誠信交易者處理相關的交易,并確保這些交易項目單一版本的安全性。最終,形成了一個日益增加的數據鏈。只要連接了網絡,每個人都可以對數據鏈進行檢查并添加數據;而且該數據鏈不會受到任何攻擊的影響。
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