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时间戳

时间:2022-01-10    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

时间戳,即Timestamp,是由时间戳服务器为每一个区块加上的时间序列,记录了该区块的产生时间,采用了Unix的时间计数方式,一般会精确到秒,即记录从197011日零时到当前区块产生时间的秒的累计数。

时间戳的存在,使得区块上的交易信息无法更改,而且它可以作为交易证明的一个很重要的信息。因为时间戳是写人到区块头上的,同时在计算哈希值的过程中会将父区块的时间戳纳人进行哈希散列,从而形成了对前一个时间戳的“增强”,而区块一日被链接上区块链,就会成为全网所有节点的“公共账本”,很难被篡改。

在区块链技术中,最关键的是其工作量证明机制(PoW),这是一个可以让每个参与的节点共同参与交易验证的方式,来实现一个多方共同维护并共享同一份记录交易的账本,以形成一个基于零信任基础、去中心化的P2P网络系统。

工作量证明是让任一参与的节点,花费时间和运算资源来计算出一组数学公式的结果,一且这个数值被计算出来,其他参与节点也可用相关的数学公式,便能很容易去验证这个值是否有效。

进行PoW计算的过程也被形象地称作“挖矿”,参与的节点被称作“矿工”,其过程如下:

每个区块的区块头中会包含许多固定值,其中只有随机数(Nonce值为随机值,因此每个节点进行PoW计算时,通过不断替换这个Nonce值,来让这个区块的区块头哈希值,小于一个被设定好的难度目标值(为什么要小于这个目标值?是因为这个难度值意味着每个区块在理论上应该完成)。当最接近难度目标值的哈希值产生后,该矿工可以向全网广播,如果同一时间获得超过51%的节点认可,意味着该矿工完成了一个新区块,可以将其链接到区块链上。其他矿工再以这一个区块为父区块,进行下一个区块的运算。

这里所说的难度值是指,节点要运算出低于难度目标值的哈希值,平均需花多长时间,也就是平均要完成次PoW的时间。在区块链当前最流行的应用一比特币中,目前设定为平均每10分钟会有节点成功算出新的区块。不过这10分钟只是基于理论值,实际每个新区块产生的时间,有可能只需要17(407062个区块的实际产生时间),也有可能需要20分钟以上(407068个区块的实际产生时间)

在比特币应用中,难度值是可以动态调整的,目前每产生2016个区块会调整一次难度,以每10分钟产生一个区块估算,大约是每两周会调整一次难度。难度的调整是在每个完整节点中独立自动发生的,每达到2016个区块后,所有节点都会按统一的公式自动调整难度。这个公式是由最新2016个区块的花费时长与期望时长(期望时长按每个区块10分钟计算,总时长为20160分钟,相当于两周)比较得出的,根据实际“挖矿”时长与期望时长(10分钟)的比值,对运算的难度进行相应调整(或变难或变易)。即,如果2016个区块中每一个产生的速率比10分钟快,说明运算难度小,需要增加难度;反之,每个区块产生的速率比10分钟慢,说明运算的难度过大,需降低难度。通过动态调整难度,既可以保证不会大批量的区块产生,又保证了交易所需的区块数量。


公式的形式如下:

新难度值=旧难度值x(20160分钟/过去2016年区块花费时长)

工作量证明需要有一个目标值。比特币工作量证明的目标值(Target)的计算公式如下:

目标值=最大目标值/难度值

其中,最大目标值为一个恒定值

=000000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

目标值的大小与难度值成反比。比特币工作量证明的完成,是以矿工计算出来的区块哈希值小于目标值且最接近于目标值为判断标准。

由于PoW具有一定的难度,因此,无法预测哪个运算节点可以最快算出新区块,这样就确保了交易验证的公正性。

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