简介：本课程介绍了区块链和密码学的相关知识，以及一系列易于理解的内容。这里既有知识也有故事。从兴趣到乐趣，全班都在等着你去学习。

本系列的课程内容从比特币开始，然后延伸到区块链的相关技术原理和发展趋势，然后依次深入简单地介绍区块链应用的各种密码技术。欢迎订阅此公开号码并继续学习。

[:本课程全部内容选自《区块链与密码学》博导何德彪教授(PlatON首席密码学家，武汉大学国家网络安全学院教授，博士生导师)

1.2.1“疯狂”的比特币价格

比特币最吸引人的地方是它在过去十年创造的价格神话。这也是因为比特币的“疯狂”价格逐渐被人们所知。2011年1月，一枚比特币价值不到30美分，但在接下来的几个月里，价格一路攀升至1美元、8美元、10美元、15美元、20美元，直到2011年6月9日，一枚比特币的价格达到了29.55美元，接近30美元。任何金融产品或商品在半年内增长100倍都是不可想象的。

然而，此后不久，比特币交易平台Mt.Gox因自身漏洞遭到黑客无情攻击，给平台本身和用户造成了相当大的损失。投资者开始质疑比特币的安全性。

由于该事件的“坏消息”，比特币价格经历了瀑布般的暴跌。截至2011年11月，也是半年前，比特币价格跌至2美元，较峰值下跌逾90%。

一年后，世界上第一个比特币交易所在法国诞生，一枚比特币的价格升至近14美元。“兴衰”似乎是比特币的同义词。

时间到了2017年，这是比特币发展史上非常重要的一年。比特币全年的总增长率高达1700%。比特币的价格图表就像过山车。比特币的急剧涨跌让投资者陷入疯狂。数据显示，2017年比特币的最低价格为789美元，相当于1月11日。同年12月18日，比特币达到最高价格：19142美元。

同年9月，中国发行《关于防范代币发行融资风险的公告》，国内市场降温后，热度逐渐消退。但比特币在全球市场仍然很受欢迎。在12月18日达到历史最高点后，它开始跳水。

过去两年，比特币价格趋于稳定，并已成为一个冲击的盒子。随着当前全球疫情的蔓延，我们不得不拭目以待，看看疯狂的比特币是否会有任何新的变化。

1.2.2“疯狂”的采矿机器和芯片

一提到采矿，我就会想起下面的场景。

事实上，这两个人做了同样的事情，除了煤变成了比特币，铲齿变成了“采矿机器”。比特币疯狂的价格和跌宕起伏的价格波动吸引了越来越多的投机者。与此同时，比特币开矿机和芯片技术也取得了很大进步。所谓的比特币“采矿机”就是用来赚取比特币的电脑。用户下载专用的比特币计算软件，在开矿机上运行相应的软件，参与记账，获得相应的记账奖励。

自比特币诞生以来，比特币挖掘经历了几个阶段：中央处理器挖掘-图形处理器挖掘-专业采矿机挖掘：

第一阶段(早期开采)——主要取决于中央处理器

在比特币发展的早期，采矿并不困难，因此大多数个人电脑的直接采矿收入都大于耗电量。

第二阶段(中期开采)——主要依靠图形处理器

随着全网开采难度的增加和比特币价格的飙升，高端视频卡组装的采矿设备应运而生。在此期间，比特币在五天内从0.008美元升至0.08美元。截至2010年10月，比特币的价格已升至0.15美元。GPU挖掘的时代从此开始。

第三阶段(后期采矿)——主要依靠专业采矿机械(现场可编程门阵列、专用集成电路)

中央处理器和图形处理器已经不能满足日益增长的采矿需求。矿工需要更好的“铲子”。2013年初，南瓜张开发了第一台FPGA开矿机——南瓜机，开启了FPGA开矿的新时代。ASIC芯片也开始不断重复，从110纳米到55纳米，从55纳米到28纳米，从28纳米到16纳米，然后到7纳米。诸如烤猫、阿瓦隆、鸽子和被咬的大陆等矿业公司出现了。

比特币科普开矿机事件

2010年7月18日，一位名叫ArtForz的矿工第一个用他的个人OpenCL图形处理器进行采矿。

2010年12月，马雷克帕拉提努斯建立了第一个矿池——斯卢什池，历史上称之为“泥潭”。

2011年1月3日：在比特币诞生两周年之际，图形处理器的计算能力达到了120兆小时/秒，而我的计算能力达到了10兆小时/秒

2013年6月，烘焙猫推出了现场u盘采矿机。

2014年8月，这只烤猫推出了计算能力为850千兆瓦/秒、功率为900瓦的管状采矿机

2016年6月，比特兰推出了蚂蚁矿山S9，计算速度为14次/秒

2018年8月，贾南云志宣布成功批量生产世界上第一个7纳米采矿芯片，并将其应用于阿瓦隆A9系列采矿机械。

2019年11月21日晚，嘉楠云志正式在纳斯达克上市，成为“全球第一只区块链股票”，也是中国第一家在美国上市的矿业公司。

1.2.3“疯狂”的矿井和水池

随着比特币价格的飙升，像美国西部新发现的金矿这样的人开始从事“采矿”。由于比特币的生产速度基本稳定，但对于单个节点来说，挖掘比特币的概率与其计算能力成正比，而计算能力则是参与采矿竞争的所有节点总能力的一部分。

因此，随着比特币挖掘竞争中涉及的机器和计算能力急剧增加，单个节点或少量计算能力成功挖掘比特币的概率急剧下降，小规模挖掘参与者的收入难以保证。因此，两个不同的组织相继上台，即矿山和矿山池。他们的目的是集中计算能力，提高挖掘概率，从而提高收入。俗话说，所有的人都划着大船，这可以反映出矿工们群起而攻之的决心。

采矿机械大多是个体或小型采矿单位，而矿山是采矿产业化的标志。简而言之，矿井是采矿设备的管理场所。例如，很久以前有一个信使为人们跑腿。工业化后，它已经成为我们离不开的快递业。

早期的矿井非常简单，只有几个简单的放置采矿机器的架子，而只提供简单的资源，如网络和电力。

除了矿山的工业采矿方法外，还有一个平台，将大量低功率设备组合起来共同操作采矿，即“采矿池”。添加到“采矿池”中的设备称为“矿工”。

在“矿池”中，不管“矿工”能提供多少计算能力，只要他们加入矿池参与采矿活动，不管有效区块是否成功挖掘，在矿池成功挖掘后，通过对矿池的贡献(即输入计算能力)可以获得比特币奖励。换句话说，许多人在采矿中合作，获得的比特币奖励由许多人根据他们的贡献来分享。这种组织实际上并没有提高个体矿工采矿收入的期望值，但它提高了个体矿工收入的稳定性。

根据英国比特币中心网站的分析，截至2018年10月，排名前六位的比特币池占比特币总开采量的61.4%。分布如图所示：

比特币最大的矿比天河二号好吗？

蚂蚁矿池是世界上最大的比特币矿池之一，计算能力为2500 ph/s。这个数值是多少？中国的天河二号超级计算机，以每秒3.39亿次双精度浮点运算的持续计算速度，是世界上最强的超级计算机之一。然而，如果将超级计算机“天河二号”每秒33次的运算能力转换成散列计算，它只相当于蚂蚁矿坑池的千分之一。

注意：1PHH/s是每秒1，000，000，000次散列运算

2012年，该矿的总实力接近比特币的一半。近年来，矿井已逐渐成为计算力的主要力量，而计算力的大小又取决于矿井的实际情况

因为在比特币世界中，高计算能力意味着产生记账块的高概率，这意味着更强的“声音”(记账权)。如果矿池的计算能力不断提高，单个加矿池的计算能力达到50%以上，就可以攻击比特币51%，垄断比特币和比特币系统的采矿权和会计权。

今天是国家课第1-2课的结束。比特币如此吸引人。比特币背后支持独立系统的技术是什么？比特币衍生的技术给人们带来了什么灵感？我们将在下节课讨论它，请期待它~

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