1703865140
这个成本函数和工作量证明的设定方式，让我们重新审视比特币的安全假设。现在我们终于可以丢弃之前让你盲目相信的假设。不必再去说那些连身份都没有的节点大多数是诚实的了，诚实具体代表什么也并不清楚，我们现在可以清楚地表述，只要以计算能力为权重的大多数矿工，遵循比特币协议，或者说是诚实的，那么比特币中的大量攻击就都没有可能发生。因为如果以计算能力为权重的大多数矿工是诚实的，提议下一个区块的竞争会自动保证在任意时间点，下一个区块至少有50%的概率是由一个诚实节点提议的。
1703865141
1703865142
1703865143
矿工行为的两种行为模式
1703865144
1703865145
在分布式系统和计算安全研究领域，假设一定比例的节点是诚实的，来展示在其他节点表现随意的情况下，系统如何按照预期运行，是很常见的方法。这是我们采用的基础方法，除了以计算能力为权重计算大多数之外。最初的比特币白皮书也包含了这样的分析。
1703865146
1703865147
但博弈论领域给出了一种完全不同的，更复杂且实际的方法来决定系统如何运行。这个观点不区分节点诚实或恶意，而是假设每个节点都按自己的意愿行动。每个节点考虑其他节点的潜在可能策略之后，采用一种（随机的）策略最大化自己的回报。如果协议和激励机制设计得当，大多数节点在大多数时候会遵循这个规则。“诚实”的行为只是许多策略中的一种，我们在道德上并不依赖于此。
1703865148
1703865149
博弈论的观点认为，最大的问题是矿工默认的行为是否是一种“纳什均衡”（Nash equilibrium），即这是否代表了一种稳定的状态，在这种状态下没有节点可以通过表现不诚实而获得更高的回报。针对这个问题现在各界仍有争议，并且是一个活跃的研究领域。
1703865150
1703865151
解哈希谜题是概率性的，因为没有人可以预测到哪个临时随机数会解出谜题。唯一的方法是一个一个去试临时随机数，并希望能够成功。在数学上，这被称为伯努利试验（Bernoulli trial）。伯努利试验是一种有两种可能结果的试验，在连续试验下，每种结果发生的概率是固定的。在这里，两种结果是哈希值是否落在目标区域内，假设哈希函数像随机函数一样，那些结果的概率都是固定的。典型地，节点多次尝试临时随机数的伯努利试验是一个离散概率过程，它可以用一个叫作泊松过程（Poisson process）的连续概率过程近似表示，在泊松过程中，事件以固定的速率独立出现。最后的结果是，发现下一个区块所需要时间的概率密度函数，见图2.5。
1703865152
1703865153
1703865154
1703865155
1703865156
图2.5 发现下一个区块所需时间的概率密度函数
1703865157
1703865158
这被称为指数分布。假设一个区块现在被发行，下一个区块有一定的小概率很快被发现，比如几秒钟或几分钟。也有一定的小概率花了较长时间才发现下一个区块，比如一小时。但总体来说，网络会自动调整难度使得区块间隔时间的长期均值维持在10分钟。注意图2.5表示的是整个网络内区块被创造出来的频率，而不是哪个矿工事实上发现了这个区块。
1703865159
1703865160
如果你是一名矿工，你大概想知道要多长时间才能找到下一区块？这个概率密度函数会是什么样？它的形状会相同，但x轴的坐标不一样。可以用一个漂亮的公式表示：
1703865161
1703865162
对于某个特定的矿工：
1703865163
1703865164
发现下一区块的平均时间=10分钟/占全部计算能力的比例
1703865165
1703865166
如果你有全网络0.1%的计算能力，这个公式告诉我们，你每10 000分钟能找到一个区块，大约一个星期。不仅是你发现区块的时间间隔非常长，时间间隔的波动也会非常大。因此产生的一些重要结论我们在第5章会讲到。
1703865167
1703865168
易于证实
1703865169
1703865170
现在回到工作量证明函数第三个重要的特性，就是证实一个节点正确地计算了工作量证明很容易。即使一个节点要尝试1020次来找到使区块哈希值落在目标范围内的临时随机数，并且临时随机数必须是作为区块的一部分被公布出来。这样任何其他节点很容易检查区块的内容，计算它的哈希值，证实它的输出在目标区域内。这是个相当重要的特征，因为这样使得我们摆脱了中心化管理。我们不需要一个中央权威机构来证明矿工正确地完成了工作。任何节点或者矿工，都可以迅速地证实其他矿工找到的区块符合工作量证明的规定。
1703865171
1703865172
[1]这段话很拗口，也难懂。打个比方，假如你是个炮兵，那些前序区块哈希值加上所有要打包的交易就是炮弹，哈希函数就是大炮，临时随机数就好比瞄准器，你所想击中的目标，比如一个指挥所，它肯定在你能打到的范围内，但非常小，而且其实根本不知道在哪里。击中目标的唯一办法是狂轰滥炸，这就是比特币工作量的概念，炸的越多，击中的概率越高。如果这个指挥所的目标区域是轰击区域1%大的话，你大概平均要发出100枚炮弹才可能击中目标。——译者注
1703865173
1703865174
1703865175
1703865176
1703865177
区块链技术驱动金融：数字货币与智能合约技术 [:1703863917]
1703865178
区块链技术驱动金融：数字货币与智能合约技术 2.5 总结
1703865179
1703865180
挖矿成本
1703865181
1703865182
我们现在来看一下挖矿经济学。前文提到过，作为矿工挖矿是十分昂贵的。按现在的难度，找到下一个单独的区块需要计算1020个哈希值，区块奖励约是25个比特币，按照现在的比特币汇率，是不小的一笔钱。这些数据可以让我们简单地计算出挖矿是否赚钱。我们可以用这个简单的逻辑来做这个决定：
1703865183
1703865184
如果：
1703865185
1703865186
挖矿奖励>挖矿成本
1703865187
1703865188
那么：
1703865189