ASICBoost是什么？

前言

ASICBoost可以说是一次很好的洗大V，很多聪明的头脑也在其中变得无脑，没逻辑。建议先看这两篇理一下自己的思路。

• https://medium.com/@samcole_74219/asicboost-655a73d48ae4(http://8btc.com/thread-50972-1-1.html)

• http://hackingdistributed.com/2017/04/05/bitcoin-drama-response/

比特币挖矿与SHA256

我们先简单回顾一下比特币挖矿机制和SHA256算法。比特币的挖矿是对80字节的区块头计算两次SHA256的哈希值，即SHA256(SHA256(BlockHeader))，这个运算的结果必须小于当前网络难度对应的目标。区块头包括4字节的版本号，上一个区块头的哈希（32字节），当前候选区块打包交易的Merkle Root（32字节），时间戳（4字节），难度（4字节），Nonce（4字节）。在每一轮挖矿过程中，版本号、上个区块头、难度都是确定的，矿工需要去不断修改Nonce来构造满足难度的区块头。而Nonce的搜索空间显然是不够的（2^ 32），因此矿工还需要修改Coinbase交易，得到新的Merkle Root，即每2^32次哈希后更改一次。

区块头

在计算这个区块头的SHA256时，我们需要先用固定的填充位补齐为128字节，之后SHA256会64字节一组去处理，可以简单认为是 F ( F（SHA256规范的初始值，前半部分）, 后半部分）。F又需要对这64字节先按4字节一组拆分，进行64轮计算。结合上图，我们不难发现，Merkle Root的前28个字节和后4个字节被分开了，在修改Nonce过程中，前半部分是不变的，而后半部分的前12个字节也是不变的。因此目前几乎所有的芯片都已经做了这两个优化，即前半部分的处理结果（getwork中的midstate）和后半部分的前3轮结果（midstate3）。这样的优化效果是 (61/64+1)/3 = 65%，提升了35%。

ASICBoost

Merkle Root在图上显得很尴尬，如果中本聪设计的时候Version变成第三个字段该多好。这样后半段的前4个字节就固定了，如果我们对于时间戳要求不那么高，前12个字节可以完全固定下来了。对于芯片来说可以节省更多的计算，也可以去掉对应的一些电路。ASICBoost将这个脑洞往实践推了一步：我们去构建一组后4个字节相同的Merkle Root。

ASICBoost

这样问题就变成能不能高效找到后缀一样的Merkle Root？效率提升有多大？

如何高效伐木？

Merkle Root是将区块中所有交易计算出的Merkle树的根。

Merkle Tree（引用Mastering Bitcoin第7章）

ASICBoost的白皮书提到有很高效的方法，并且给出了一张表：

ASICBoost白皮书的Merkle Root碰撞数量对效率影响

这里问题的本质是一个32位的哈希碰撞，根据“生日悖论”，找到一组碰撞需要的尝试次数其实并不多，我们只需要77000次就有50%概率找到两个后缀相同的Merkle Root。当然对于一台矿机来说，仅仅2个是远远不够的，如果是矿场的话应该需要配备专门的硬件去产生足够的任务。尝试新的Merkle Root通常有两种方法：

1. 修改Coinbase交易，即图中的HA。这个方法似乎最简单而且隐蔽，但是白皮书认为不够高效；

2. 交换任意交易的顺序

3. 白皮书只举例了方法2，其他方法并未给出。

注意无论是1和2，新的Merkle Root并不需要从下而上全部计算。例如改变交易A，我们只需要重新计算HA,HAB,HABCDEFGH和根。交换交易（IJKL）和（MNOP）只需要重新计算HIJKLMNOP和根。

检测ASICBoost

1. 区块版本是否正确

2. 交易顺序是否符合默认的优先级

3. 对于修改Coinbase的似乎无法检测，但是这个方法效率低于方法2

隔离见证

那么说到现在，这事和隔离见证有什么关系？隔离见证引入了”witness tx id”，交易在原有ID之外有了另一个新的ID，即用新的交易序列化格式（不包含签名部分）得到的交易哈希。相应的，我们也有了一个新的Witness Merkle Tree，以及Witness Merkle Root。由于软分叉实现，我们不能替换现有的Merkle Root，而是在Coinbase交易中增加一个OP_Return的输出，写入这个“WMR”。而这也导致对任何交易或者交易顺序的改动，我们都要从下而上重新计算“WMR”，大大降低了伐木效率。

好啊，知道你们为什么要阻止隔离见证了，原来就是要偷着用ASICBoost啊，你们不仅会阻止隔离见证，还会阻止一切比特币的进步。

打住吧。。。。

可以使用ASICBoost+反对隔离见证 不等于 为了ASICBoost反对隔离见证。

你看到了两个事物同时存在，就觉得其中一个事物是另一个的起因。你的错误在于，同时存在的两个事物未必有因果关系。

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