什么是比特币共识机制？比特币共识机制原理

众所周知，比特币是“挖”出来的，而且是用“矿机”挖出来的。 同时，比特币使用一种称为“工作量证明”的比特币共识机制来确定谁记账。 说到这里，有新人会问，比特币的共识机制是什么？ 比特币共识机制的原理是什么？ 下面币圈小编为大家一一解答。

比特币共识机制定义

由于大多数加密货币采用去中心化的区块链设计，节点分散且处处平行，因此必须设计一个系统来维护系统运行的秩序和公平性，统一区块链的版本，并提供奖励资源维护区块链的用户，并惩罚恶意的妥协者。

OKX（OKX）——数字货币兑换

注册领取最高￥60,000元数码盲盒，享20%手续费减免

点击注册

这样的系统必须依靠某种方式来证明谁获得了一个区块链的打包权（或记账权），就可以获得打包这个区块的奖励； 或者谁有意为害，你会得到一定的惩罚，这就是共识机制。

比特币共识机制原理：

比特币共识机制有很多种。 今天币圈小编就以POW工作量证明为例。 工作量证明系统的主要特点是客户端必须做一些困难的工作才能得到一个结果，而验证者可以很容易地通过结果检查客户端是否做了相应的工作。 该方案的一个核心特征是不对称性：工作对请求者来说是适度的，对验证者来说是可验证的。 它与验证码的不同之处在于验证码更容易被人类解决而不是计算机。下图显示了工作量证明过程

比如创建一个基本角色“hello, world!”，我们给出的工作量要求是在角色创建后可以加上一个整数值，叫做nonce（随机数），修改后（添加nonce）为SHA- 256计算，如果得到的结果（以16进制表示）以“0000”开头，则验证通过。 为了达到工作量证明的目的，需要不断增加nonce值，并对得到的字符创建进行SHA-256哈希运算。 根据这个规则，需要 4251 次操作才能找到前导 0 为 4 的 hash hash。

“你好，世界！0”=> 1312af178c253f84028d480a6adc1e25e81caa44c749ec81976192e2ec934c64

“你好，世界！1”=> e9afc424b79e4f6ab42d99c81156d3a17228d6e1eef4139be78e948a9332a7d8

...“你好，世界！4250”=> 0000c3af42fc31103f1fdc0151fa747ff87349a4714df7cc52ea464e12dcd4e9

通过这个例子，我们对工作量证明机制有了初步的了解。 可能有人会想，如果工作量证明只是这样一个过程，那么只要记住nonce是4521这样计算就可以通过验证了怎么证明比特币收入合法，当然不是，这只是一个例子。

下面我们简单的把输入改成“Hello, World! + 整数值”怎么证明比特币收入合法，整数值的范围是1到1000。也就是说输入变成了一个1到1000的数组：Hello, World! 1; 你好世界！ 2 ;...;你好，世界！ 1000. 然后对数组中的每个输入依次执行上述工作量证明——找到前面有 4 个 0 的 hash hash。

由于哈希值的伪随机性，根据概率论的相关知识很容易计算得到。 估计需要尝试2的16次方才能得到前导0为4的hash hash。 而统计刚才执行的1000次计算的实际结果，会发现平均计算次数为66958次，非常接近2的16次方（65536）。 在这个例子中，数学期望的计算次数实际上就是需要的“工作量”，重复的工作量证明将是一个符合统计规律的概率事件。

实际用于统计输入字符并得到相应目标结果的计算次数如下：

你好世界！ 1 => 42153

你好世界！ 2 => 2643