比特硬盘(BHD)全新生态的PoC人人挖矿

BitcoinHD(BHD)的愿景是降低挖矿门槛,实现绿色节能的新型矿业体系;但如果从Bitcoin分叉而来,那么剩余的挖矿份额将只有20%,这一点是跟我们愿景相悖的,......

BitcoinHD(BHD)的愿景是降低挖矿门槛,实现绿色节能的新型矿业体系;但如果从Bitcoin分叉而来,那么剩余的挖矿份额将只有20%,这一点是跟我们愿景相悖的,我们更希望将更多的份额留给辛苦贡献的矿工们。

我们决定启动这个伟大的实验,BitcoinHD(BHD)即将面世,BHD 将改变比特币挖矿目前面临的金字塔现状:矿机被寡头高度垄断随意涨价,矿场越来越趋向中心化导致的大户垄断和国家政策压力,超过159 个国家的巨大电力消耗以及矿机噪音热量的挖矿环境限制,整个挖矿被精英化阶层统治,如此下去,普通用户根本无法参与,BHD 的最终梦想继承比特币的初衷,实现中本聪人人挖矿,一人一票的白皮书构想。


BHD算法共识机制:CPoC

BHD的算法共识机制在传统的PoC (Proof of Capacity)基础上进行了改进,我们称之为:CPoC(Considering-Proof of Capacity),即“条件化容量证明“,意在解决现有情况下的以下尴尬问题:

1.矿工不持币,挖矿所得全部用于砸盘,价格越来越低,利润越来越薄,恶性循环
2.推广团队缺少资金支持,导致推广效率低下,市场信心不足
3.电力占比太高,拿比特币来说,目前电力占比已达65%,矿工不得不砸盘付电费


算法共识机制的基础:PoC

BHD 将采用严谨证明的 Consider - Proof of Capacity(CPoC)容量证明共识机制,基于BurstCoin的PoC共识机制改进而来。

简单就是用硬盘的容量存放哈希值,寻找正确的哈希值就是挖矿过程,也许大家觉得用硬盘挖矿是个匪夷所思的思路,其实最初显卡拿来挖矿也是改变了显卡玩游戏的功能,而且显卡工作的热量,巨大的功耗并不适合家庭挖矿,从显卡发展到 FPGA 挖矿,从 FPGA 衍生到ASIC芯片的矿机,最终均无法摆脱热量和功耗的问题,不能想象在家里放几十张显卡,几台矿机的场面。而硬盘天然存在耗电低,无热量,无需散热,低噪音,无法被 ASIC化,购买门槛低的优点,每家部署几十块硬盘角落一丢就行,无需担心巨额的电费支出,未来挖矿收益提高需要升级更大容量的硬盘,旧硬盘可以拿来存放影片,资料,做整列盘等。因此硬盘的残余价值,保值率是非常高的。我们认为硬盘挖矿才能真正的降低挖矿门槛,实现家家户户有矿机,人人都参与挖矿的愿景。


技术特点


1.BHD 创新的攻克了全球容量证明研究中一直视为技术难点的众多问题.比如Hellman's time memory trade off、Multiple chain、Block grinding 等。比特币之所以获得今天的地位,在于其技术及网络的严谨和稳定。在今天浮躁的数字货币世界里,BHD 与 ZCASH 一样,开发团队以顶级学术研究标准来进行算法的研究。

2. BHD 从诞生起便将具备 8MB 大区块,5 分钟出块时间的性能,大幅拓展网络效率。
3. BHD 将在 2019年加入零知识证明。


硬件特性
             

A. 用户使用硬盘就能挖矿,无需昂贵的显卡和矿机。
B. 传统的矿机功耗高,噪音大,热量大,专业矿场趋向中心化,普通用户参与门槛高。
C. 目前 POW 挖矿使用的电力已经超过了 159 个国家的电力总和,数字货币的发展不应该以消耗过多能源为代价。
D. CPoC 容量证明数分钟扫描一次硬盘,平时硬盘处于待机状态,功耗极低,矿场收取不到电费,具备能源天然抵抗优势。
E. 相对于基于算力的 POW 挖矿,CPoC 容量证明绿色节能,低功耗,低噪音,无热量,回归中本聪白皮书人人可以挖矿的初衷,是真正的去中心化人人挖矿。
F. 固态硬盘价格昂贵,CPoC 对快速吞吐数据无要求,只需容量,因此 CPoC天然杜绝ASIC 芯片。

G.用户可以购置硬盘,用开源程序写入数据,硬盘挂载在家用 PC 上挖矿。也可购置已经完成挖矿数据写入的专用多硬盘矿机,同样矿机硬件也开源。

挖矿电力消耗对比

1. 在 BHD 网络中,使用 5T 硬盘挖矿平均功耗不到 7W。以相同矿机价值计算(1.5万元), 比特币 ASIC 矿机耗电约 1350-2000W,而 BHD 所需硬盘矿机仅耗电 70-90W。仅为比特币 ASIC 矿机耗电量的 1/20。一台 ASIC 矿机,每年消耗电力约 17520度,而硬盘矿机仅耗电约 700 度,硬盘矿机不仅耗电量极小,与比特币 ASIC 矿机相比,噪音极小且几乎没有发热量。

2. 比特币网络年耗电超过 180 亿度,并且仍在以每月 16%以上的速度增长。每笔比特币交易耗电约 175 度, 是 VISA 网络的 8500 倍,而刚果人均全年消耗电量仅为 91度。如果比特币是一个国家,耗电量超过古巴、冰岛、斯洛文尼亚,位列 71 位。

开源代码

Proof of Capacity 容量证明

• 提供 hx让证明者存储,询问任意的 y = h x 0 ,让证明者通过 y 返回 x 。如果证明者存储了所有排序后的 h x ,只需要通过简单的二分查找就可以得到答案。
• Hellman’s time-memory trade-off。攻击者可以将空间和时间进行交换,使得花费一些计算而不存储所有h(x)。
• 但是我们能构造出这样的h x 使得攻击者进行 Hellman’s time-memory trade-off ,但是trade-off之后,如果攻击者存有 S bits 额外的信息,且进行 T次 oracle queries, 那么它们满足关系 S2T ∈  N2 。
• 这样,即使攻击者进行 trade-off,他每次需要进行计算的时间成本。

Blockchain 区块链

• 我们的块包括 proof sub block, signature sub block and transaction sub block。
• 箭头表示该子块包含矿工对箭头指向子块的签名。
• 我们的 challenge 由 ▲块之前的 proof 子块的 hash 生成。

Possible attacks 可能的攻击及防范设计


• 矿工可以在创建块的时候, 尝试不同的交易组合, 使得创建的块对自己有一定偏向性。
• 我们的区块结构中 proof 子块的独立性可以防止这个攻击。

Possible attacks 可能的攻击及防范设计

Challenge grinding
• 矿工在挖矿的过程中, 可以将自自己己的空间分成 m 份, 然后对区块链上的连续 t= 2△块进行重构,如果区块链的 Quality 定义如下:
• 那么可以通过尝试第 i 块的 proof,使得 i +△ 的 Quality 最大。在以上基于线性求和的 Quality 下,按照上述的攻击方法,将会导致攻击者可以获得 m2 倍的机会取得更大Quality。
• 通过重新定义区块链的 Quality 的,来降低这种攻击的获得收益倍数,将 Quality 的计算由线性叠加改变为乘积的方式,定义如下:
• 在该定义下,攻击者获取的概率提升将会降低为 log(m)。同时,让连续的 △ 块的challenge 由同一个块来决定,将会进一步降低该攻击的影响。

Transaction 交易

我们的交易结构同 bitcoin 一样,即一条 UTXO 到 UTXO 的链,与 bitcoin相比,我们主要有两点变化:

• 新增 punishment 交易,该交易结构为:(输入 UTXO, 输出 UTXO, (signature1, signature2)

• 其中输入 UTXO 为矿工 A 挖出高度为 n 的块的收益,(signature1, signature2) 为矿工 A 对高度为 n 的两个不同块的签名。
• 当输入 UTXO 是矿工挖矿所得时要额外校验该 UTXO 所在的块与当前块高度相差是否小于 5,如果小于 5 则拒绝交易。