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05实现

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BTC采用基于交易的账本模式（transaction-based ledger）

BTC中的全节点需要维护一个数据结构——UTXO(Unspent Transaction Output)

  • 为了检测新发布的交易是否合法（防止double spending attack）
  • 所有输入金额 = 输出金额（total inputs = total outputs）
    • 但对于某交易两者之间的差值称为transaction fee

A Bitcoin network fee, also known as a transaction fee, is a small amount of bitcoin paid to incentivize miners to include the transaction in the next block of the blockchain.

另一种模式——基于账户（account-based ledger）e.g. 以太坊

  • 显式记录每个账户有多少个BTC，不需要显式说明BTC的来源

Block Example

Block Header 结构 
// header
int32_t nVersion;
uint256 hashPrevBlock;
uint256 hashMerkleRoot;
uint32_t nTime;
uint32_t nBits;
uint32_t nNonce;

——来自Github

挖矿概率分析

每次随机尝试找到Nonce记作Bernoulli trial

  • 做很多Bernoulli trial且都随机，构成了Bernoulli process
    • 具有无记忆性（memoryless）
  • 需要进行大量尝试，可用Poisson process进行近似
    • 将来还需要挖多久和已经挖了多久没关系 （progress free）
      • 否则算力强的矿工将有不成比例的优势
      • 挖矿公平性的保证

BTC的总量

出块奖励（Block Reward）是系统中产生BTC的唯一途径，而每四年(即21万块区块)会减半，则构成了Geometric series即\(21 \times 50 + 21 + 25 + 21 + 12.5... = 21 \times 50 \times( 1 + 1/2 + 1/4...) = 21 \times 100 = 2100\)

故系统中BTC所有总量为2100万

Bitcoin is secured by mining.

Selfish mining is an attempt by a single or group of miners to alter the blockchain by forking it, mining it, and then reintroducing it to the network

  • 前提：有恶意的节点占据很大一部分算力，才可能成功

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