Cuckoo Cycle问题

Cuckoo Cycle问题是指从Cuckoo图中找到一个L长度的环。Cuckoo图是一个二分图， 其中边(即连接节点的线)仅在2个单独的节点组之间连接的图。由N个节点和M个边组成， 节点采用Cuckoo散列表表示。

图的一侧是用奇数索引编号的数组(最大为图的大小)，另一侧用偶数索引编号。接下来的简单图表就是这样一个图形，偶数侧(顶部)有4个节点，奇数侧(底部)有4个节点，4条边。

Cuckoo Cycle的存在概率

要保证POW的工作量证明的安全性和公平性，意味着需要所有参与方无法通过某种方法来提高解决问题的概率。Cuckoo Cycle存在的概率，和图的节点多少，边的多少有关，随着M、N的增加，图中寻找到L大小的环路概率 会趋于稳定。

下图是L=42时，随着M/N的比例变化，所能找到的环的概率。可以看到M=29 、31. N=2M，M/N=50%，此时寻找到L=42的环的概率在1/42.

Cuckoo 图的Edge修剪和环路检测

通过计算节点的自由度，反复修剪小于2的边(永远不会成为循环的一部分)，可以大幅度减少环路寻找算法所需的边数 。比如下图，先是可以把(2.15) (11.12) 的边剪掉，此时(10.11) (4.15) 又出现可以剪掉的条件，最后剩下右边的修剪完成对图，实现其边数减少了40%。

环路的检测是从第一条边开始，依次加入其他边，在没有环的时候会形成树结构;对新加入的边，根据深度选择一颗树，通过回溯根节点判断是否形成环路。对所有点边执行一次可以找到所有边相关的环路，并和目标参数比较，如果有相等长度的环路，即解决问题成功。

Grin的PoW运行流程

当处理完一个块后，可以得到其区块头，对区块头的哈希结合Cuckoo算法，寻找图中的环，并对找到的结果进行哈希和目标难度比较，当小于目标时，PoW工作量完成。其流程如下：

对新块头进行哈希处理以创建哈希值K。

哈希值K将用作SIPHASH函数的KEY，该函数将为图中的每个元素生成位置对。

通过剪边，执行Cuckoo循环检测算法试图在生成的图中找到解(即长度为42的循环)。

对找到的环进行Blake2b哈希并将其与当前目标难度进行比较。

如果哈希难度大于或等于目标难度，则将块广播到网络，并在下一个块开始工作。

如果没有找到解决方案，则将区块头中的Nounce增加1.并更新时间戳，以便下一次哈希值迭代。

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2022年挖一枚以太坊需要多久（2022以太坊还可以挖吗）大家都知道数字货币的获取方式有两种，分别是挖矿和交易所购买，有不少投资者选择的是挖矿。在币圈中，以太坊是一个受欢迎的主流币，并且以太坊也可以通过挖矿获得。挖矿必不可少的就是矿机，但是有了矿机还不够，还要在挖矿前详细计算一下挖矿效率和时间等问题，令投资者最头疼的问题就是计算2022年挖一枚以太坊需要多久?接下来小编给大家解答这个问题。

 

简单举个例子，就拿市面上功耗较小的蚂蚁s9的矿机来说算力是13.5t,功耗是1400w

矿机在二十四小时运行的情况下：1.4千瓦*24=33.6度

市面上功耗较大的机器神马m3:算力是11.5t,功耗是2150w

二十四小时运行情况下单台耗电量：2.15千瓦*24=51.6度

大概就相当于比较节能的空调的用电量，但是比特币矿机是需要二十四小时不间断运行的，一年算下来就单台机器耗电量就是非常大的，家用电的阶梯电价成本太高，在行情不好的时候甚至可能收益不够电费支出的，所以目前挖矿都会选择在矿场托管，可以拿到便宜电，降低挖矿成本价，三毛以下的价格是比较理想的价格，可以保持比特币价格跌到低谷时期还有一定的收益。

就目前比特币的挖矿难度来看：btc每t收益：1TH/S*24H=0.00007087btc

按综合12t的机器算力来算每天产量为：0.00007087*12t=0.00085044btc

那么单台挖到一个btc的时间需要：1/0.00085044=1175天

十台矿机挖到一个btc的时间需要：1/0.0085044=117天

一百台矿机挖到一个btc的时间需要：1/0.085044=11.7天

也就是说按照目前的难度来算，大概单台矿机需要三年的时间可以产出一枚比特币，十台矿机需要3.9个月可挖一个比特币，一百台矿机只需要11.7天可挖出一个比特币，投入单台机器成本价8500左右，十台在85000左右，一百台投入850000.不到一百万，一个月收入超过两枚比特币，按目前的币价来算大概价格十二万，如此看来，目前比特币挖矿的收益虽然不及之前，但相较于其他投资项目还是很可观的。

2022以太坊挖矿回本周期

在以太坊挖矿市场上，比较受欢迎的矿机主要是定制GPU以及显卡，如A10Pro、英伟达1660S、AMD 5600XT、5700XT等。

我们根据市场上能拿到报价的机器来说明，目前显卡和A10Pro挖矿的收益和回本周期。

按当前的币价，A10 Pro的机器每天净收益超过310元，而5700XT 8卡的机器每天净收益也在250元以上。按照目前市场价计算，以太坊挖矿的静态回本周期在100天左右，最快的是A10Pro不足三月回本。从静态回本周期看这个投资极其诱人。

需要说明的，目前不管是以太坊的价格还是单位算力每日币产出，波动都很大，比如今天挖币网显示1MH/s 一天能挖出0.00020716ETH，为了得出更合理的回本周期，我们将机器价格按照10%的增幅估算。当然近期矿工收益大涨主要得益于DeFi概念大热，我们保守估计，静态回本周期在5个月左右。

重新理解比特币：8个依然散发智慧光芒的中本聪问答

中本聪认为比特币系统应该具有这样的特点：一旦该系统的 0.1 版本开始运行，整个系统的核心设计将永远保持不变。他把该目标作为比特币工程实现的指导，最典型的一个体现就是使用脚本引擎，使得系统可以支持未来每一种可能的交易类型。

十年过去了，比特币系统似乎正如中本聪希望的那样，并未发生核心设计的改变。这也意味着，在十年之后的今天，比特币白皮书仍然是我们理解比特币、甚至理解区块链时，最重要的文献。

当初网友们在邮件列表和 bitcointalk 论坛中对比特币提出的那些问题，现在也可能依然会困扰我们。那么，中本聪当时的回答也许可以作为我们如今讨论这些问题的起点。就像中本聪更偏爱的系统设计思路是「不重复造轮子」，在讨论问题时，我们也可以避免重复造轮子。

出于上述两方面的原因，我撰写了本文，希望从重读比特币白皮书开始，从源头理解比特币。

本文包含两个部分：第一部分是对比特币白皮书的解读，不过需要指出，我的这种解读只是理解白皮书的一个角度，而且这种解读更多是从技术角度来理解比特币;第二部分，是邮件列表和 bitcointalk 论坛里关于比特币的一些问题，以及中本聪对这些问题的回答，我觉得这些问题放在今天，依然对更好的理解比特币有着重要的启发意义。

一、细读比特币白皮书，从这几个点入手

1. 电子现金

比特币白皮书的标题是《比特币：一种点对点的电子现金系统》，它指的是比特币是一种完全通过点对点技术实现的电子现金系统。这其中的关键词「电子现金」也许可以作为我们理解比特币的重要线索。

当我们在互联网上进行交易时，并不像在线下使用现金时那样可以直接把钱给到参与交易的另一方，而是必须依赖金融机构作为可信第三方来处理这笔电子支付。这种基于信任的模型有很多缺陷，比如会增加交易成本，比如所有的交易实际上都是可逆转的。

有没有可能在电子支付中、或者说在互联网支付中，发明一种新的交易媒介，它允许任意双方在不需要信任第三方的情况下直接交易，就像现金交易一样?

这正是比特币系统想要实现的目标：电子现金。

中本聪曾在讨论比特币价值的时候，让网友们想象一种稀有的金属：它没有任何实际的用途，也不适合用作装饰，但它非常神奇地可以在通信通道中传输。那么，当这种金属不论是因为什么原因获得了某种价值后，人们是否想要拥有这种金属作为交易媒介。中本聪的这个比喻有助于我们更好地理解「电子现金」的含义。

2. 电子现金的所有权问题

要实现电子现金，第一件事是要能够确定「现金」的所有权。在线下这种识别很容易，谁拿着那张钱，那张钱就是谁的;但在线上没有实体货币，这种方法显然不行，因此比特币通过「数字签名」识别所有权，该方式与雅浦岛上确认货币所有权的方式有几分相似之处。

雅浦岛的石币

太平洋的雅浦岛上没有金属资源，岛上的居民从距离该岛 400 英里的帕劳岛上开采石灰岩，再把石头运回小岛作为货币使用。买卖双方在交易中决定买家使用多大的石币付费，如果那块石头太大，那么收款人只需要在付款人的石头上做个标记，就可以把这块石头的所有权转移给自己，虽然石头可能依然放在付款人的家中。

比特币在网络中的存在形式是一个数字签名链。交易时，原所有者在该数字签名链的末尾加上新所有者的公钥(实际是公钥的哈希)，就完成了比特币所有权的转移，就像雅浦岛人在石币上做个标记 / 签名就完成了石头所有权的转移一样。

也就是说，比特币数字签名链上最新的公钥是属于谁的(拥有与公钥对应的私钥)，这笔「电子现金」就是谁的。

3. 电子现金的双重支付问题

在实现了电子现金的所有权后，接下来需要解决的问题就是双重支付(或称为「双花」)的问题。这或许是设计电子现金时最核心、也最难解决的问题。

让我们回到现金，通过对比找出电子现金为什么会面临双重支付问题，以及可以如何去解决该问题。

在使用现金支付时，我们把一张钱先给了谁，那张钱就是谁的，因此我们无法花费同一张钱两次，抽象理解的话就是，我们用时间确定支付事件发生的先后次序，并只认可先发生的那笔支付。

与现金支付相同的是，在分布式网络中，我们同样只认可最早发生的那笔交易。与现金支付不同的是，在分布式的网络中，我们无法通过时间确定交易发生的顺序，因为网络的参与者们并未对时间达成共识。最简单的例子，一台计算机认为时间是上午 9:01.另一台计算机可以认为时间是上午 9:02.物理时间是行不通的。

中本聪选择的方法是通过时间戳，实现参与者在时间上的共识，从而使得系统能使用这种时间共识确定事件发生的顺序。

时间戳功能是比特币的核心，以至于中本聪称比特币系统是一个「分布式的安全的时间戳服务器」。

我们也许可以这么去理解时间戳：在现实世界中，一秒就是一秒，每一秒与另一秒的长短是完全相同的，一秒接着一秒构成时间的顺序;在比特币系统中，「一秒」就是一个时间戳，如果用物理时间衡量，每一秒的长短是由一个新区块被挖出来的时间决定的，大约等于 10 分钟，每一秒与另一秒的长短各不相同。但如果用比特币时间衡量，可以认为每一秒与另一秒并无区别，一秒接着一秒(每一个新的时间戳被添加到之前的时间戳之后)构成一个连贯的时间的顺序。

交易被打包进区块，区块被盖上时间戳，也就相当于每笔交易都有唯一确定的发生「时间」，节点在处理新的交易时，会去检查这笔交易对应的「电子现金」在当下的时间之前有没有被花费过，如果没有，就接受这笔交易，并为它打上时间戳(确定发生的时间);如果被花费过，就拒绝这笔交易。如此一来，「电子现金」的双重支付问题就得到了解决。

在一个分布式系统中，谁来盖时间戳，或者说谁来决定上一秒的时间结束了，接下来进入到下一秒?通过工作量证明(PoW)，谁能抢先算出落在某个区间内的哈希数值，谁就能盖时间戳。

这个时间戳如何获得共识?最长链原则，最长链代表的是大多数(大多数算力)的决定。工作量证明加上最长链原则也被称为中本聪共识，共识是所有区块链系统最核心的部分，它的本质是为了实现分布式的时间戳服务。

当所有权问题和双重支付问题都得到解决之后，我们就有了一种可以在网络中使用的电子现金，它使得在线支付可以从一方直接发送给另一方，而无需通过金融机构。中本聪把他实现的这种系统称为比特币。

二、八个依然散发智慧光芒的中本聪问答

中本聪在邮件列表和 bitcointalk 论坛中回复了许多关于比特币的问题，他对自己的答案很有信心，他认为这些问题几乎都是他在设计系统前就已经考虑到了的。多年之后，这些回答读起来依然散发着智慧的光芒。

我们选择了那些放到今天依然有意义的问答，并归纳整理如下。

1. 挖矿是不是浪费能源?

中本聪回复：这和黄金开采相似。黄金开采的成本与黄金的价格水平是一致的，开采是一种浪费，但这种浪费远少于黄金作为交换媒介所产生的效用。比特币也一样，把比特币用于交换媒介所产生的效用远远高于挖比特币需要的电力。

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