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电子货币系统研究及比特币挖矿优化.doc.doc

电子货币系统研究及比特币挖矿优化.doc

邹邹的人生
2017-08-31 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《电子货币系统研究及比特币挖矿优化.docdoc》,可适用于考试题库领域

电子货币系统研究及比特币挖矿优化doc电子货币系统研究及比特币挖矿优化电子商务论文>第章绪论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为当下最流行的电子货币。作为一种新型PP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。从年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。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。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。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。GMedvinsky最早提出在网络中使用电子货币概念。FDGarcia等设计了一个分布式电子货币系统Offlinekarma。BenLaurie则基于Bitcoin设计了自己的分布式货币。另外其他的一些分布式系统下的电子货币研究还包括。比特币是基于PP的电子货币系统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。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。关于比特币的内部机理模型研究方面:郑书雯本文为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PP环境下的货币金融环境徐江龙高赛提出了一种基于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”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。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前电子货币和Cryptocurrency的发展现状。电子货币简介电子货币(ElectronicMoney):即指电子化方式支付交易的货币。可以在互联网上或通过其他电子通信方式进行支付。这种货币没有物理形态以数码记账的方式代替使用现金交易能有效提高交易的效率和安全。电子货币种类智能卡货币智能卡货币大多以磁卡和IC卡为载体根据是否可以重复使用分为种类型:不可重复使用的电子货币卡如话费充值卡游戏点卡等。这种智能卡使用时扣除里面的相应款项当款项扣尽时这张卡就废弃不能继续使用。可重复使用的电子货币卡如银行卡交通等。这种智能卡可以根据需要存储和支出金额从而重复使用。网络钱包网络钱包是在网上购物或电子商务时使用的一种新式钱包。这类网上钱包只需要在终端设备安装软件拥有账号及密码就可以在互联网上进行交易。包括网上银行、电商支付平台等。数字货币数字货币是一种不同于虚拟货币的高级的电子货币例如比特币、莱特比、无限币等。目前任何政府的中央银行都没有表示要发行数码货币而数码货币也不一定要有基准货币。数字货币分为种:数字黄金货币:数字黄金货币是早期的电子货币以黄金的重量来命名由供应商独立发行。这些数字黄金货币基本上都以发行公司的名字来命名。当前流通的数字黄金货币有egold、LibertyReserve等。密码货币:密码货币是使用密码学算法的数字货币。如今有一个>新的名词cryptocurrenciy用来指代密码货币。它是一种依靠密码学技术来发行并且流通的电子货币。密码货币的特点在其运用了PP电子货币技术并且系统下的每个网络节点都有参与发行。当前流行的有比特币、莱特币它们又被专称为密码货币。第章BITCOIN技术原理比特币简介比特币概念比特币的特点比特币网络比特币网络模型第章多核CPU挖矿多核处理器的组成多核处理器的优势挖矿第章总结与展望论文研究工作总结研究工作展望第章多核CPU挖矿多核CPU的并行运算方式对于那种需要大量不同输入进行同一运算公式的程序是十分有效的。对于BitCion的挖掘也十分有效因为在对Bitcoin所应用的SHA进行解码时我们需要同时对不同输入值的SHA算法进行平行运算这样多核CPU结构有着天然的优势。多核处理器的组成多核CPU(chipmultiprocessorCMP)既是把多个CPU集合在一起的结构设计。这不仅增大了每个芯片的容量也提高了CPU本身的计算运行能力。从传统意义上的单核CPU发展多核CPU从结构上分成多个核封装在一个芯片中或者多个核安装在多个芯片中再有超线程。目前主流市场中双核、四核、八核的CPU结构广为应用。同时多核CPU提供给编程语言更高的编辑、扩展性编写多个线程并行地执行运行在CMP上。随着大规模集成电路技术的高速发展芯片容量足够大的情况下我们将并行处理机结构中的节点也都集成到同一个芯片中通过各个CPU之间的并行方式执行不同进程更好地解决计算粗粒度并行性。图中显示了寄存器、Cache、ALU和主存之间的相对关系。当有数据由主存传输到LCache然后到达LCache最后再到寄存器CPU开始执行运算。而在多核体系结构中让多个Cache参与到数据运算当中充分利用Cache运算速度快的特点从而提高计算机的计算性能。同时把多核结构下的硬件的性能完全发挥出来我们也采用多线程的方式来执行使得每个CPU核的线程在同一时刻一起并发执行从而实现程序的多线程级并行。多核处理器的优势在应用上多任务环境被用户越来越多的使用其中一种模式:程序采用“线程级并行编程”程序在运行时多个核分别处理并行线程加快程序的运行速度。例如专业图像处理程序、科学计算程序等。这些程序直接运行在多核电脑上CPU数对等于物理核心数线程级并行编程运行时能够同时调用多个线程协同工作在多核CPU上运行时间也大大提高。另一种模式:“同时运行多个程序”。许多程序没有采用并行编程因此相同的参数在单核上运行与在多核CPU上运行没有很大差别。但在操作系统的基础上多个单线程程序在多核CPU上运行时操作系统会将多个单线程程序分配给多个核多个核心也使得多个程序的运行速度加快。因此为了实现程序更快的运行基于多多核CPU程序员可以对单线程程序本身进行并行设计和优化。每个区块都记录了前一个区块的哈希值这样创世块就连接到到当前块形成了一条块链。每个区块按时间顺序排列新区块跟随在前一个区块之后。这是因为如果要生成当前区块就必须知道上一个区块的哈希值。修改一个在块链中已经存在一段时间的区块是不可行的要是修改这个区块这个区块之后的每个区块都必须随之修改。块链的这些特性可以避免双重支付块链是比特币的最重要的创新。由于所有区块包含前一个区块的哈希值现存的所有区块连接起来形成了一条链。所以块链有可能产生暂时的分支。如果两个节点同时计算出产生区块的不同有效解但是双方却互不知道。不过比特币网络会在很短一段时间内消除这些分支整个块链会仅有一个分支存在作为有效链。作为有效链是指比特币网络接受最长的块链。整条块链的长度不是指具有最多区块的块链而是指具有最大难度的块链。这样做可防止某些节点短时间内创建大量低难度的区块故意使块链产生分支意图控制网络。第章总结与展望论文研究工作总结针对Bitcoin挖矿参与者回报率低、产出不平衡的问题论文致力于研究构建一种提高挖矿速率的方法。具体研究成果如下:()论文对电子货币的发展进行了全方位的阐述和分析并剖析了目前电子货币和Cryptocurrency的发展现状。()论文对比特币的技术原理进行深入剖析。分别介绍比特币的概念和特点比特币网络比特币交易挖扩过程协议规范交易实例及相关算法并对比特币的缺点进行了分析。()论文提出了基于多核CPU的挖矿优化对于普通参与者多核CPU对于进行Bitcoin挖掘有着非常大的优势。研究工作展望基于多核CPU的挖矿方法可以有效提升比特币挖掘效率。论文从比特币挖矿原理入手结合多核CPU计算的特点深入研究了比特币挖矿机制。基于多核CPU挖掘能够发挥更大的作用。但随着硬件设备的升级和挖矿困难度的提升对比特币挖矿算法的要求和期望也越来越高。面对此问题本文提出的方法还有待完善今后还需将更多的算法融入到研究当中。

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