去中心化机制

与当前流通的任何法币都不同,比特币是去中心化的,没有一个中央机构 来管理比特币的发行与流通,因此比特币网络是一个典型的P2P网络,在每个 (全)节点上都有完整的区块链数据:

去中心化机制_第1张图片

在这样的分布式计算环境下,如何保证新的交易在各个节点区块链中得以 一致的更新,就是经典的分布式一致性问题了 —— 每个节点都有可能提交 新的交易,而不同节点提交的交易也可能不相同,到底以哪个节点为准?

解决这种问题的经典方法就是(动态)选举一个决策者,其他节点复制 决策者的行为即可避免节点之间的不一致了。比特币的解决思路也一样, 不过它采用了一种类似于抢答的机制来动态选择胜出的节点,由胜出的 节点负责出块并打包交易 —— 所有节点都同时求解同一个问题,最先得到结果 的节点获胜并获得出块权利,其他节点则转而求解下一次出块的问题:

去中心化机制_第2张图片

比特币给出的问题不可以通过解析方法求解,节点必须在所有的可能 结果中暴力尝试求解,由于胜出的节点可以获得比特币奖励,使得 节点旳动机和行为颇为类似于淘金的西部牛仔,因此这一求解过程被 称为挖矿/Mining

理论上每个节点都有获胜的概率,但显然,在同样的时间内,计算力强大的 节点会比其他节点尝试的机会更多,因此获胜的概率也越大 —— 在这种抢答机制下, 算力代替了智力,而这种依赖于暴力求解问题从而达成节点一致性的共识算法 被称为工作量证明/Proof Of Work

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