광업이 수학적 문제를 해결 해야하는 이유는 무엇입니까? 해시 계산의 역할은 무엇입니까?

cryptocurrencies의 세계, 특히 Bitcoin의 채굴에는 매혹적이고 복잡한 프로세스가 포함됩니다. 핵심으로 채굴은 주로 네트워크를 보호하고 거래를 검증하기 위해 수학적 문제를 해결해야합니다 . 이 과정은 작업 증명 (POW)으로 알려져 있으며 블록 체인 네트워크의 무결성과 분산 특성을 유지하는 데 중요한 역할을합니다. 광부가 해결하는 수학적 문제는 단순히 임의의 퍼즐이 아닙니다. 그들은 cryptocurrencies 생태계에서 특정 목적을 제공합니다.

채굴에서 수학적 문제의 본질

광부가 해결하는 수학적 문제는 일반적으로 해시 기능입니다. 해시 함수는 입력 (또는 '메시지')을 취하고 일반적으로 원래 데이터의 체크섬을 나타내는 데 사용되는 고정 크기의 바이트 문자열을 반환하는 수학 알고리즘입니다. Bitcoin 채굴의 맥락에서, 문제는 특정 기준을 충족시키는 해시를 찾는 것과 관련이 있습니다. 구체적으로, 광부는 특정 목표 값 미만의 해시를 찾아야하며, 이는 2016 년마다 또는 약 2 주마다 조정됩니다.

Bitcoin에 사용 된 해시 함수는 SHA-256 (Secure Hash 알고리즘 256 비트)입니다 . 이 기능은 트랜잭션 데이터 및 NONCE (한 번만 사용되는 숫자)를 포함하여 데이터 블록을 가져오고 256 비트 해시를 생성합니다. 광부의 과제는 블록의 다른 데이터와 결합 할 때 네트워크의 난이도 대상을 충족시키는 해시를 초래하는 Nonce를 찾는 것입니다. 이 과정은 채굴에서 수학적 문제를 해결하는 것입니다.

채굴에서 해시 계산의 역할

해시 계산은 채굴 과정의 중추입니다. 그들은 광부가 블록을 채굴하는 데 필요한 수학적 문제를 해결하기 위해 끊임없이 수행하는 광부입니다. 해시 계산의 역할은 다각적입니다.

• 보안 : 해시 계산은 블록 체인이 안전한지 확인합니다. 각 블록의 해시는 이전 블록의 해시를 포함하여 블록 내 데이터에 따라 다릅니다. 이로 인해 단일 블록을 변경하려면 계산적으로 불가능한 작업 인 모든 후속 블록을 다시 계산 해야하는 블록 체인이 생성됩니다.

• 확인 : 해시 계산을 통해 네트워크의 노드가 블록 체인의 무결성을 확인할 수 있습니다. 블록의 해시를 재 계산함으로써 노드는 블록이 변조되지 않았 음을 확인할 수 있습니다.

• 합의 : 해시 계산의 어려움으로 인해 네트워크가 블록 체인 상태에 대한 합의에 도달하도록합니다. 광부는 해시 퍼즐을 해결하기 위해 경쟁하며, 유효한 해시가 블록을 블록 체인에 추가하고 보상을 청구하게됩니다.

• 보상 분포 : 해시 계산의 무작위성과 어려움은 채굴 보상이 참가자들 사이에 공정하게 배포되도록합니다. 단일 광부는 어떤 해시가 유효 할 것인지 예측하거나 제어 할 수 없으므로 공정을 분산시킵니다.

광부가 수학적 문제를 해결하는 방법

광부는 애플리케이션 별 통합 회로 (ASIC)로 알려진 특수 하드웨어를 사용하여 고속으로 해시 계산을 수행합니다. 수학적 문제를 해결하는 과정에는 다음과 같은 단계가 포함됩니다.

• 거래 데이터 수집 : 광부는 네트워크의 메모리 풀 (Mempool)에서 확인되지 않은 트랜잭션 세트를 수집합니다.

• 블록 헤더 생성 : 광부는 버전 번호, 이전 블록의 해시, 트랜잭션의 머클 루트, 타임 스탬프, 대상 난이도 및 Nonce를 포함하는 블록 헤더를 구성합니다.

• 해시 계산 : 광부는 SHA-256 알고리즘을 사용하여 블록 헤더의 해시를 계산합니다. 결과 해시가 대상 난이도 아래에 있지 않으면 광부가 Nonce를 증가시키고 다시 시도하십시오.

• 성공할 때까지 반복하십시오 : 이 과정은 광부가 기준을 충족하는 해시를 찾을 때까지 수백만 또는 수십억 번 반복됩니다. 유효한 해시를 찾은 첫 번째 광부는 블록을 네트워크에 방송하고 다른 노드는 블록 체인에 추가하기 전에 블록을 확인합니다.

어려움 조정의 중요성

광부가 해결하는 수학적 문제의 어려움은 주기적으로 조정되어 블록이 일관된 속도로 블록 체인에 추가되도록합니다. Bitcoin 네트워크는 약 10 분마다 새로운 블록을 추가하는 것을 목표로합니다 . 블록이 너무 빨리 추가되면 난이도가 높아져 해시 계산이 더 어려워집니다. 반대로 블록이 너무 느리게 추가되면 난이도가 감소합니다.

이 조정은 네트워크의 안정성과 보안을 유지하는 데 중요합니다. 그것은 단일 광부 또는 광부 그룹이 계산 능력을 증가시켜 네트워크를 지배하는 것을 방지하여 채굴 과정이 분산되어 있습니다.

광업의 경제 인센티브

채굴은 수학적 문제를 해결하는 것이 아닙니다. 또한 경제 인센티브도 포함됩니다. 광부는 새로 채광 한 bitcoin s와 그들이 성공적으로 광산에 대한 거래 수수료로 보상을받습니다. 이 보상 시스템은 광부에게 수학적 문제를 계속 해결하고 네트워크를 확보하도록 장려합니다 .

블록 채굴에 대한 보상은 현재 6.25 bitcoin s로 설정되어 있지만,이 양은 절반으로 알려진 이벤트에서 약 4 년마다 절반으로 절반이됩니다. 이러한 보상 감소는 인플레이션을 통제하기위한 Bitcoin의 설계의 일부이며 bitcoin의 총 공급이 2,100 만을 초과하지 않도록 보장합니다.

자주 묻는 질문

Q : 누구든지 채굴에 참여할 수 있습니까? 아니면 특수 하드웨어를 가진 사람들과 제한됩니까?

A : 누구나 기술적으로 광업에 참여할 수 있지만 프로세스는 경쟁이 치열 해졌으며 ASIC로 알려진 전문 하드웨어가 수익성이 높아야합니다. 표준 컴퓨터 또는 GPU가있는 광부는 ASIC를 사용하는 사람들과 경쟁하기에 충분히 수학적 문제를 빨리 해결하지 못할 것입니다.

Q : 해시 계산은 광업의 에너지 소비에 어떻게 기여합니까?

A : 해시 계산은 상당한 계산 능력이 필요하기 때문에 에너지 집약적입니다. 수학적 문제를 해결하려는 각 시도는 전기를 소비하고 광부가 더 많은 시도를할수록 더 많은 에너지가 사용됩니다. 이로 인해 Bitcoin 채굴의 환경 영향에 대한 우려가 이루어졌습니다.

Q : 두 광부가 수학적 문제를 동시에 해결하면 어떻게됩니까?

A : 두 명의 광부가 문제를 동시에 해결하면 블록 체인의 임시 포크가 발생할 수 있습니다. 네트워크는 가장 긴 블록 체인을 수락하여이를 해결합니다. 그런 다음 광부는 가장 긴 체인을 구축하고 짧은 체인이 고아가됩니다. 고아 블록의 광부는 보상을받지 않습니다.

Q : 광부가 해결할 수있는 수학적 문제의 수에는 한계가 있습니까?

A : 광부가 해결하려고 시도 할 수있는 수학적 문제의 수에는 제한이 없습니다. 그러나 문제를 해결할 확률은 네트워크의 총 해시 속도에 대한 광부의 해시 속도에 따라 다릅니다. 해시 비율이 높은 광부는 먼저 문제를 해결할 가능성이 더 높습니다.