电子货币系统研究及比特币挖矿优化

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1、电子货币系统研究及比特币挖矿优化----电子商务论文-->第1章绪论1.1研究背景近几年，随着互联网不断的普及，网上购物平台的兴起，人们的消费观念也逐渐发生了变化，从传统的去商场实地购物到足不出户在电脑上进行网购，支付方式也从收银台转变到了网上支付。以此为契机引发了电子货币的浪潮，各大银行纷纷推出了网上银行，各大网购平台也推出了诸如支付宝、财富通等产品。而其中有一批新型的电子货币，以比特币为代表，它们完全不依赖中心银行，通过特定的算法发行，在世界范围内流通，采用安全的加密支付，没有繁琐的手续和支付限制，交易时也不需缴纳任何其他费用，从而逐渐在电子货币的浪潮中展露头角，成

2、为当下最流行的电子货币。作为一种新型P2P电子货币,比特币(Bitcoin)从创造之初就受到了各领域学者的广泛关注。从2009年1月开始，已经有很多商业网站开始表示支持比特币捐赠或交易比特币，比如ega、维基解密等网站。2013年比特币第一次作为捐赠物用于四川赈灾公益活动。比特币的获取方式有两种，一种是可以用货币交易换取，如mtgox．。而另一种方式则被更多的人使用，通过计算机或专用计算设备（我们统称其矿机）来获得比特币，也就是比特币的“挖矿”。比特币“挖矿”实质上是通过计算机进行复杂的运算来解决一些数学问题，从而保证比特币网络分布式记账系统的一致性。比特币网络利用其本

3、体运算机制自动调整难度，并且生成一定量的比特币，大约每十分钟整个网络会统一一个合格的答案。随后比特币网络中各个节点开始“挖矿”工作，再根据各节点的任务量大小，通过比特币网络奖励其相应的比特币。因此，在挖矿过程中，Bitcoin区块的难度随着参与者的数量增多而提升。随着块的形成越来越困难，挖到Bitcoin也变成了运气，一个节点需要几年时间才能产生一个时间块（除非单个节点有大量的计算能力）。为了使普通的矿工更有效地参与比特币矿区，本文旨在多核CPU开采机制，使每个参与者的劳动能够有效获取比特币的价值。1.2研究现状基于多核CPU比特币挖矿是针对比特币挖矿过程运用多核CPU

4、的方式进行计算，可分为比特币挖矿和多核CPU两方面，下面将从这两方面介绍相关的研究现状。1.2.1比特币机理研究随着互联网的普及，电子商务的兴起，电子货币得到了飞速发展。而电子货币具有交易媒介、价值标准、价值储藏和支付手段的职能，十分适合以对等网络技术进行资源交换方式[1]。GMedvinsky最早提出在网络中使用电子货币概念[2]。FDGarcia等设计了一个分布式电子货币系统Off-linekarma[3]。BenLaurie则基于Bitcoin设计了自己的分布式货币[4]。另外其他的一些分布式系统下的电子货币研究还包括[5-11]。比特币是基于P2P的电子货币系统

5、，在这个系统中可以自由的进行交易。虽然它的兴起的时间较短，但凭借其独特的设计理念而迅速流行[12]。其相关研究大部分是有关它的商业价值，如比特币交易平台，矿机，比特币钱包等。而在技术领域中，关于比特币技术也有相关的研究。张越,叶明珠，于江等人对比特币现象和发展进行了相关的研究[13-23]。关于比特币的内部机理模型研究方面：郑书雯[24]本文为Bitcoin引入信用机制，使得节点能够建立自己的信用，从而帮助优化整个P2P环境下的货币金融环境；徐江龙，高赛[25]提出了一种基于Bticconi支付系统的中央结算支付模型，在原模型的基拙上引入“银行节点”和“中央结算节点”，

6、以求在保证系统安全性的前提下实现系统的实时支付与交易。赵龙妹，姜珺等人[26]则将云技术应用于比特币的交易过程,使得比特币的使用更加安全和快捷；吕楠[27]提出一种特殊的分布式挖矿算法，按小组形式进行合作挖矿，并在组内重新分配收益，结果显示，该算法可显著提高挖矿效率。1.2.2多核CPU方法多核CPU计算是把一个整体项目分割成若干个小项目，多核的方式把大的任务以单元模式进行分工，通过计算机处理器完成分配的独立任务，互相配合再把各自的计算结果返回给目的方再进行整合。运用多核CPU计算可以有效利用机器的闲置处理能力。在信息膨胀大规模数据时代，多核CPU计算已经成为海量计算领

7、域的主导者。同时，超级计算机的峰值屡创新高，也促使这种高性能的计算方式推动着社会、经济、科技的进步发展。个人计算机的更新换代，硬件能力的加强，CPU使用频率也在不断提高，而多核的优势也越发明显，多核下高强度的并行运算能力已经成为个人应用、企业办公的首选，它很好的解决了单核CPU运行效率低的问题。目前，互联网络下多主机的CPU协作计算被广为应用，国内外也已经启动有关多核CPU计算系统的建设工作，旨在快速有效更多更好地解决科研技术和工程项目问题。第2章电子货币发展综述本章对电子货币进行全面的介绍，分析了当前全球流行的电子货币的特点，并剖析了目