一个比特币是怎么来的？我们将在这一节得到答案。
本系列历史文章列表
区块链从无到有：什么是对等网络和电子现金？――比特币经典论文研究(1)
区块链从无到有：如何防止一笔钱被花两次？――比特币经典论文研究(二)
区块链从无到有：如何证明计算机的工作量？――比特币经典论文研究(三)
7.工作量证明（2）
拿第三章的铺垫来说，这里就很好理解了。
(1)比特币使用SHA256标准进行哈希运算，平均工作量和0位数呈指数级增长。
出于对(2)时间戳的考虑，在计算每个块的哈希值时添加了一个nonce。每次随机数加1，生成哈希值，检查是否满足前缀是几个零的要求。CPU需要做大量的计算才能得到满意的解。如果要块的内容修改，那就需要重新计算，找到满足条件的哈希值。指的是哈希的细节敏感度。当您修改内容时，哈希值会发生变化。
(3)'s的工作量证明它也解决了“集体决策”的“大部分”问题。在网络中，到底用什么来代表“大多数”？如果一个IP地址代表一张选票，拥有多个IP地址的人可以操纵结果。于是作者采用了“一CPU一票”的方式来代表大部分意见。因为链的生成需要大量的工作，最长的链一定有最多的工作，也就是代表了大多数人的意见。工作量实际上是按CPU计算的，所以实行“一CPU一票”的精神。作者在这里的逻辑是，选择一个相对有难度的指标，计算工作量，然后把大多数人的工作量攒在一起，这就形成了一个共同的意见。,然而在作者没想到的时候，现在很多人都有很多CPU，而且不仅仅是CPU，还有专门的芯片.
如果(4)的CPU计算能力大部分掌握在优秀的人手里，那么如果大家齐心协力，工作积累会很快，链会比其他链增长得更快。如果你想修改一个过去的区块，攻击者必须再次做这个区块之后的所有其他区块。作者后面会证明，成功概率随着链的增长而递减。你可以理解为：历史的潮流浩浩荡荡。如果你想逆潮流而动，你比潮流更有能量。
综合考虑(5),的情况，街区的增长速度会不断调整。如果增加的速度太快，计算工作量的难度就会增加。
作品证明这部分结束了。我有两种感受：
(1)有没有发现，在读论文的时候，如果打好扎实的基础，即使需要一些时间，效果也是可以复合的？比如昨天，我们花了很多时间讨论HashCash。弄清楚基本情况后，就比较容易讨论工作量证明了。
当(2)设计比特币时，他想使用分布式CPU来构建无人能操纵的结果。但比特币发展至今，越来越多的计算能力掌握在少数人手里，这也很有意思。现在所谓的挖掘，其实就是计算哈希值的一种隐喻表达。
有人认为(3)基于工作量认证的机制是一种资源浪费，于是开发了一种新的机制，不需要挖矿。我们稍后将讨论这一点。
8.网络
这部分讲的是比特币网络运营的基本规则：
(1)的所有交易都在全网广播。
(2)的每个节点将新事务放入一个块中。
(3)的每个节点计算对应块的工作量证明，也就是求哈希值。
如果(4)的某个节点计算出哈希值，也就是工作量证书完成，就会在全网广播。
如果在(5)有一个块，其中所有事务都有效，并且没有双花，则该节点接受该块。请注意，每个节点都有所有网络事务，并且每个事务都有一个可以验证的签名。
节点识别块的方式。
，就是把这个块当成上一个块，继续寻找下一个块的工作证明。下一个块数据字段里面有一个“前一块哈希值”就把认可的哈希填进去。除此之外还有其他几个要点：
(1)节点只认网络中最长的那个链条作为正确的结果，然后继续延长这条链。
(2)如果在同一时间，同时有两个节点发现了新的不同块，广播出去，那么有的节点先收到第一个，有的先收到第二个，怎么办？该干嘛干嘛。继续在先收到的块上挖矿，但是保存另外一个分支。等到下一个块出现的时候，总会有一个变得更长，那就到那个时候，换到更长的块上去。
(3)不要担心丢包的问题，缺的总是可以通过各种方式补上。
9.激励机制
激励机制一直是P2P网络研究的重点问题<14,15>。只要是去中心化，就会面对激励机制问题。为什么？因为你让很多人干原来一个中心就能干的事情，一个是我为什么要做这些事情，对我有什么好处？二是，如果参与的人多，搞小动作的人就会出现。激励机制的出现就是设计了一套体系，来激励大家好好干，别搞事。
P2P网络原先设计的是“我为人人，人人为我”的原则，但是，由于经常会出现部分节点“搭便车”的情况，网络运行并没有设计的那样好。比如在BT下载里面，就会有“吸血鬼”的节点，只从其他节点下载，却从来或者很少上传。这样最后就会出现社会科学里说的“公地悲剧”<16>。
公地悲剧指的是，在共享资源的系统中，每个人根据自己的利益最大化独立行事，但是却最后这些行为却导致和共同利益相反的结果。在P2P网络中，如果吸血节点越来越多，那最后这个网络就会出现拥塞以及崩坏。在社会环境下，每个工厂都对外排放污水，最后生态环境破坏，没有人逃得掉。
比特币里的激励机制如何设计？
(1)块内第一个交易，由块创始人产生一个新的币。这样可以激励节点参与到P2P网络的维护中，也可以把新发行的币流通到市场中。因为在比特币的场景下，没有中央权威机构发行货币。这样一来，网络中出现的币，以恒定的速度发行，就像黄金矿工挖出黄金一样；只不过比特币消耗的是电能与CPU的算率。
(2)激励机制还包括交易手续费。如果交易的输出值小于输入值，那么这个差价就是交易费，算在包含这笔交易的块下。而一旦币进入流通以后，激励就主手续费为主，而且可以不受通胀影响。
(3)激励机制让节点选择做一个诚实的节点，不干坏事。因为如果一个攻击者组织了超过诚实节点的算力，就面临这个选择：要么选择用于欺诈其他所有人，于是可以把花的钱盗回来；要么就是用来生成新的币。不过算下来，应该还是造新币划算，因为既然已经有一半以上的算力，其实自己可以赚到超过其他所有人更多的钱，按照规则行事，对自己有利；否则把整个网络搞坏，自己留一堆币，也没有用了。
所以比特币的激励机制就是用“币”这个方式，简单直接地对节点进行激励。这个激励效果有多好？因为知道挖矿可以赚得比特币，现在有专门的人从事矿机的生产与制造，已经形成了相当规模的产业。如此看来，激励效果相当之好……
总结下来，这一节就两个主要议题：
(1)比特币通过哈希碰撞的方式进行挖矿
(2)比特币作为一种激励手段鼓励节点参与到网络运行中
参考文献
<14>Ma R T B, Lee S C M, Lui J C S, et al. An incentive mechanism for P2P networks, 2004
<15>Zhang K, Antonopoulos N, Mahmood Z. A Review of Incentive Mechanism in Peer-to-Peer Systems, 2009
<16>Hardin G. The tragedy of the commons
