询问CryptoVantage：什么是比特币的“共识规则”?

您是否曾经想过，比特币每天如何可能不需要银行或政府之类的中央机构来处理数十亿美元的交易？成千上万台被称为比特币节点的计算机运行着比特币软件，以确保每笔交易都是有效的，并且没有人试图凭空创造新的比特币。为了就比特币区块链的有效状态达成一致，所有比特币节点都遵循相同的规则集来处理和验证交易.

这些规则被称为“共识规则”，这是比特币可以在不信任中央权威机构的情况下运行的原因。本文介绍了一般意义上的共识规则，并提供了比特币协议中使用的一些共识规则的示例.

什么是共识规则?

分布式系统（例如比特币）依赖于共识规则才能正常运行。分布式系统由彼此独立的计算机网络组成，这些计算机网络都必须就系统状态达成一致。这些计算机不能总是直接通信，但是通过使用共识规则，它们都可以就什么是有效状态达成共识。.

比特币网络由分布在世界各地的数千台计算机或节点组成。这些比特币节点各自通过遵循比特币的共识规则独立地验证每个比特币交易。结果，每个比特币节点最终都拥有各自相同的比特币分类账副本，从而允许比特币在无需中央授权的情况下进行操作.

比特币共识规则的例子

当人们想到比特币内部的共识时，可能想到的最常见的事情是21,000,000 BTC限制。几乎每个比特币所有者都知道永远只有2100万，但是鲜为人知的是，限制来自所有比特币节点都遵循的简单共识规则.

2100万个限制是通过限制所创建的新比特币的数量来实现的。创建新比特币的唯一方法是通过比特币挖矿。每笔比特币交易都向矿工支付“区块补贴”，这是激励矿工进行交易的一种方式（更多内容请点击此处）。最初，矿工可以从每个区块中获得50 BTC的区块补贴，大约每四年一次，区块补贴就会减少一半。 2012-2016年为25 BTC，2016-2020年为12.5 BTC，未来四年将为6.25。这些块补贴减半将设置为直到补贴在2140年左右减少到零为止。为确保没有额外的比特币产生，每个比特币节点都会查看每个块的块补贴，并确保它们永远不会高于预定的数量.

共识规则控制的其他一些比特币功能包括：

• 难度调整：每2016个区块，节点重新计算矿工开采区块的难度。这样，节点可以根据离开或加入网络的计算能力来商定是否需要简化挖掘工作或提高挖掘难度。通过基于计算机功能调整难度，我们可以使块时间保持相对一致，每个块大约10分钟.
• Coinbase成熟度：开采一个新区块时，该区块奖励将被锁定100个区块，直到到期时才可使用.
• 交易“输出”的总值不能大于其“输入”的总值. 换句话说，节点会检查每笔比特币交易，以确保它不会凭空创造新的比特币.

不成文的规则

并非所有的比特币共识规则都是书面记录的。而是将某些规则记录在代码中。比特币核心是大多数人用来参与比特币网络的软件。该实现称为“参考实现”，它为比特币设定了共识规则。任何其他比特币实施都必须确保其软件遵循与比特币核心相同的规则.

一些共识规则很容易以书面形式记录下来，例如“只能有21,000,000 BTC”，而其他规则则不那么容易。例如，2013年，当比特币核心升级导致数据库锁处理方式发生细微变化时，出现了共识失败。当时，甚至还不知道数据库锁定会影响共识。但是当新版本的比特币核心开始允许比运行新版本的节点更多的锁时，不同版本不再就区块链的有效状态达成共识，从而导致链暂时分裂。当矿工决定转回使用旧版本的Bitcoin Core时，链条分歧很快得到解决，但它突显了比特币共识规则的重要性，尽管如此.

结论

比特币的共识规则是允许比特币网络运行而无需中央授权的核心。无论是限制每天创建的比特币数量，还是确保仅接受有效交易，比特币的共识规则都是比特币发挥作用的原因。即使分布式系统已经使用共识规则很长时间了，但比特币还是第一个设计有共识规则而设计的系统，该共识规则允许不依赖受信任的中央机构的点对点电子现金系统.