金融行业数字金融系列报告（一）：DCEP数字人民币引领未来支付新趋势-210915（118页）.pdf

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1、比特币的本质：一种异步拜占庭容错系统的新型共识算法。比特币通过PoW的共识机制，可以在分布式系统中的节点数量不定、系统同时存在拜占庭错误和非拜占庭错误的情况下，创造了一种新型的分布式系统共识算法，以此来实现去中心化的信任机制。 非拜占庭错误：分布式系统节点出现故障(不响应)但不会伪造信息。 FLP不可能原理：异步分布式系统中，所有可靠的进程通过通讯达成共识是不可能的。 CAP原理：分布式系统最多只能同时满足一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition tolerance)这三项中的两项。比特币的实现：哈希函数和PoW算法生成挖矿区块。哈希

2、函数又称为数字摘要或散列函数。特点是输入一个字符串，可以生成另一字符串，如果输入不同，输出的字符串一定不同，且通过输出的字符串，不能反推出输入。比特币区块链的区块体中包含了矿工搜集的若干交易信息，假设有8个交易被收录在区块中，所有的交易生成一颗默克尔树(一种数据结构)，它将叶子节点两两采用哈希函数，生成上一层节点;上层节点再哈希，生成上一层;直到最后生成一个树根，称之为默克尔树根。只有树根保留在区块头中，这样可以节省区块头的空间，也便于交易的验证。区块头中包含父区块的哈希，版本号，当前时间戳，难度值，随机数和上面提到的默克尔树根。比特币的实现：比特币成为挖矿奖励。PoW共识机制给分布式系统的拜

3、占庭节点增加了巨大的沉没成本，而挖矿获取的比特币则给予了矿工挖矿的动力。奖励方案是，每十分钟生成一个区块，每生成一个区块会奖励一定数量的比特币，最开始是50个BTC，过4年会奖励25个BTC，再过4年再减少一半，以此类推。因此，比特币总量上限为2100万个，约至2140年，所有比特币区块会被全部挖完。比特币的实现：哈希函数和PoW算法生成挖矿区块。假设区块链已经链接到了某个块，有ABCD四个节点已经搜集了前十分钟内全网中的一些交易信息，他们选出其中约4k条交易，打包好，生成默克尔树根，将区块头中的信息，即父区块哈希+版本号+时间戳+难度值+随机数+默克尔树根组成一个字符串str，通过两次哈希函数得。