3分でビットコインマイニングを理解するのに役立つ古典的な物語

編集者注: この記事は、Baihua Blockchain (ID: hellobtc)、著者: Yan Wenchun からのものです。

以前のポピュラーサイエンスの記事では、Plain Language Blockchain (ID: hellobtc) がビットコインのマイニングを紹介しました。マイナーは適切な乱数を見つけるまで継続的に試行錯誤し、新しいブロックがマイニングされ、対応するブロック報酬と取引手数料報酬を受け取ります。

友人の中には、採掘プロセスについてより詳しい説明を聞きたいと願いながら、バックグラウンドでメッセージを残した人もいました。今日、Plain Language Blockchain は、ビットコインのマイニングを異なる観点から紹介し、3 分でビットコインのマイニングを理解できるようにします。

話をしましょう

これは古代の伝説です。世界中に7つのドラゴンボールが散らばっています。これら 7 つのドラゴンボールを集めて呪文を唱えると、ドラゴンを召喚できます。ドラゴンは彼の願いの一つを叶えるでしょう。龍の願いが叶うと、7つのドラゴンボールは自動的に飛んで石に変わり、1年後にのみ再び使用できるようになります。そうです、この物語は誰もが知っている有名な日本のアニメ「ドラゴンボール」から来ています。この話を理解できれば、ビットコインのマイニングも理解できます。信じられませんか？待って見てみましょう。

ビットコインのマイニングは「ドラゴン」を召喚するようなものだ

ドラゴンを召喚するには、7 個のドラゴンボールを集める必要があります。ビットコインのマイニングはドラゴンの召喚に非常に似ています。ビットコインを召喚するには、6個の「ドラゴンボール」を集める必要があります。

まずビットコインのブロックの構造を理解しましょう。

ビットコインのブロックは、主にブロック ヘッダーとブロック本体の 2 つの部分で構成されます。ブロック本体は、ブロックにパッケージ化されたすべてのトランザクションを格納するために使用されます。トランザクション情報が詰め込まれたブロック本体のサイズは約 1M です (わかりやすくするために、最も元々の 1M 制限を例にしていますが、現在は 1M を超えることもよくあります)。

▲ブロック構造の簡易図

ブロック ヘッダーに含まれる情報には、バージョン、親ブロック ヘッダー ハッシュ値 (つまり、前のブロック)、ブロック内の Merkle ツリー ルートのハッシュ値、タイムスタンプ、難易度ターゲット、乱数 (Nonce) の 6 つのフィールドが含まれます。ブロック ヘッダーのサイズは 80 バイトに固定されており、12,500 個のブロック ヘッダーの容量はわずか 1M です。

注意: これを読んでこれらの用語が理解できないと感じても問題ありません。無視して「ドラゴンボール」として扱ってください。これらは、採掘に関する理解に影響を与えるものではありません。

▲ブロック構造の簡易図

マイニングでは、ブロックヘッダーにある「6つのドラゴンボール」を集めると、「ドラゴンを召喚」するチャンスが得られます。 6 つの「ドラゴンボール」はブロック ヘッダーの 6 つのフィールドであり、「ドラゴン」は新しく採掘されたブロックであり、「ドラゴン」に願うことは、新しいブロックを作成するための報酬とブロックに含まれるトランザクションの取引手数料を含む Bitcoin 報酬です。

まず、ビットコインマイニングの6つの「ドラゴンボール」とは何か、そしてそれらを入手するのがどれくらい簡単かを理解しましょう。

6 つのフィールドのうち、試行錯誤して見つける必要のある乱数を除いて、他の 5 つのフィールドは簡単に取得できます。

1. バージョン フィールド: ソフトウェア アップグレードのバージョン番号を追跡するために使用され、ソフトウェア情報から自動的に取得できます。

2. 親ブロック ヘッダーのハッシュ値: 親ブロックがマイニングされた後、そのブロック ヘッダーのハッシュ値が決定され、簡単に取得できます。

3. ブロック内のマークルツリールートのハッシュ値: ブロックにパッケージ化されたトランザクションが決定されると、このフィールドも決定されるため、簡単です。

4. タイムスタンプは、ブロックが生成されたおおよその時間を指します。これも確実です。

5. 難易度目標: このブロックのプルーフ・オブ・ワーク・アルゴリズムの難易度目標はシステムによって与えられ、決定されます。

つまり、ブロックヘッダー内の6つの「ドラゴンボール」のうち5つは入手しやすく、比較的確実だということです。 6 番目の「ドラゴンボール」、つまり乱数 (Nonce) だけが不確実な変数であり、マイナーが継続的な試行錯誤を通じて見つける必要があります。

適切な Nonce が見つかった場合にのみ、「ドラゴン」を召喚でき、新しいブロックをマイニングして Bitcoin 報酬を獲得できます。

適切な乱数とは何でしょうか?ブロック ヘッダー内の 6 バイトのハッシュ値を取得します。この値がシステムによって指定された難易度目標値以下の場合、適切な乱数が見つかった場合でも、「ドラゴンを召喚」して新しいブロックをマイニングし、ビットコイン報酬を獲得することができます。これがビットコインのマイニングのプロセスです。

まとめ

まとめると、ビットコインのマイニングは「ドラゴンボール」のドラゴンを召喚するのと似ています。 「ドラゴンボール」を6個集めると「ドラゴン召喚」のチャンスが得られます。

6つの「ドラゴンボール」のうち5つは簡単に手に入るが、6つ目のランダムな数字は、採掘者が試行錯誤しながら探す必要がある。適切な乱数が見つかるまで、つまり、ブロック ヘッダー内の 6 つの「ドラゴンボール」全体をハッシュし、得られた値が難易度目標値以下になるまで、新しいブロックがマイニングされ、対応する Bitcoin 報酬が得られます。

私の友人は賢いので、ビットコインマイニングが何なのか理解しなければなりません。良いと思ったら、周りの友達とシェアしてみてください。