以“天河二号”持续计算每秒3390亿次的计算速度，破解比特币需要多长时间？

先普及一些常识：

天河二号超级计算机

“天河二号”是国防科技大学研制的超级计算机系统，峰值计算速度为每秒5490亿次，连续计算速度为每秒3.39亿次。 世界上最快的超级计算机。

在2014年11月17日发布的世界超级计算机500强榜单中，中国“天河二号”以近两倍于排名第二的美国“泰坦”的速度连续第四次夺得冠军。

2015年5月，“天河二号”成功对3万亿粒子中微子和暗物质进行了宇宙学N体数值模拟，揭示了1600万年前宇宙大爆炸后约137亿年的宇宙漫长演化过程. 同时，这是迄今为止世界上粒子数最多的N体数值模拟； 11月16日，世界500强超级计算机名单在美国揭晓，“天河二号”超级计算机记录了每秒33.86 petaflops。 第六次栖息。

2016年6月20日，新一届世界超级计算机500强榜单揭晓，使用中国自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二号”位居榜首。 2017年11月13日，世界超级计算机500强榜单揭晓，“天河二号”以339petaflops的浮点计算速度连续第四次位列第二。

技术参数编辑

型号：天河二号型号为TH-IVB-FEP

处理器：16000个计算节点，每个节点配备2个Xeon E5 12核CPU和3个Xeon Phi 57核协处理器（计算加速卡）。 共有32,000个Xeon E5主处理器和48,000个Xeon Phi协处理器，合计312万个计算核心。

中央处理器为英特尔至强E5-2692 V212核心处理器，工作时钟频率为2.2GHz，基于英特尔Ivy Bridge微架构（Ivy Bridge-EX内核），采用22nm工艺制程，峰值性能为0.2112TFLOPS。

计算加速方面，采用了基于Intel集成众核架构的Xeon Phi 31S1P协处理器，运行时钟1.1GHz，每颗使用61个核心中的57个（因为此时会出现计算周期协调的问题）使用61），每个核心得益于特殊的超线程技术，它可以运行4个线程，从而达到1.003TFLOPS的峰值性能。

前端处理器：计算节点前端处理器为4096颗FT-1500 16核SPARC V9架构处理器，40nm工艺，工作时钟频率1.8GHz，热设计功耗65W，峰值性能144GFLOPS。

贮存

内存：每个节点有64GB的主内存，每个Xeon Phi协处理器板载8GB内存，所以每个节点总共有88GB内存，总内存为1.408PB。

外接存储：12.4PB容量的硬盘阵列

主机

主板、机架和机柜均由浪潮集团生产。 总共有125个柜子。 每个机柜放4个机架，每个机架放16块主板，每块主板配备2个计算节点。 每个机柜还配有负载指示灯，根据机柜内主机的计算负载情况改变发光二极管的发光颜色。

每块主板分为两部分：APU模块和CPM模块。 APU部分搭载5颗Xeon Phi，CPM部分搭载1颗Xeon Phi+4颗Xeon E5。

CPU内部提供的PCI-E 3.0 16x接口用于连接APU模块和CPM模块。 不过由于Xeon Phi的硬件限制，它只支持PCI-E 2.0 16x，单通道数据传输速率为10Gbps。

连接

采用光电混合传输技术，采用自制TH

Express-2骨干拓扑网络连接，13台大型路由器通过576个光传输介质连接端口与每个计算节点互连，控制器命名为NRC，采用90纳米工艺，单个控制器数据吞吐量2.56Tbps，终端网络接口使用一个叫做 NIC to PCI-E 的控制器

2.0接口链路，数据传输速率为6.36GB/s。

操作系统

麒麟操作系统，基于SLURM（Simple Linux Utility for Resource Management，单一Linux资源管理实用程序）的全局资源管理。

乌班图Linux。 （Ubuntu OpenStack运行在256个高性能节点上，未来几个月将增长到6400多个节点。OpenStack和Ubuntu的编排工具Juju都将运行在天河二号上，使国防科技大学伙伴和联盟的合作组织快速部署和管理高性能云环境）。

能源消耗

整机功耗17808千瓦。 安装水冷系统后，功耗将达到24兆瓦。 不管有没有配备水冷系统，都是目前TOP500中功耗最大的。 天河二号每年的电费高达1亿元。

根据6月17日公布的数据，每瓦性能为1.901 GFLOPS，仍然不如Titan的2.143 GFLOPS/W和IBM Sequoia的2.177 GFLOPS/W天河一号多久可以挖到比特币，但优于“精”的0.830 GFLOPS/W瓦特和天河的。 不，每瓦只有 0.668GFLOPS 要高得多。

神威太湖之光超级计算机

神威太湖之光超级计算机是由国家并行计算机工程技术研究中心研制、安装在国家超级计算无锡中心的超级计算机。 神威太湖之光超级计算机搭载了40960颗中国自主研发的“神威26010”众核处理器。 性能为每秒9300亿次操作。

2016年6月20日，在法兰克福举行的世界超级计算大会上，国际TOP500组织发布的榜单显示，“神威·太湖之光”超级计算机系统位居榜首。

不仅速度是排名第二的“天河二号”的近一倍，而且效率也高出三倍；[1]

11月14日，在美国盐湖城公布的新一届TOP500榜单中，“神威·太湖之光”凭借较大的运算速度优势再次轻松夺冠； “智光”超级计算机应用成果首次荣获“戈登·贝尔”奖，实现了我国高性能计算应用成果在该奖项中的零突破。

2017年5月，国家科技部高技术中心在无锡组织对“神威太湖之光”计算机系统项目进行了现场验收。 经过认真调研和评审，专家组一致同意通过技术验收； 11月13日，世界超级计算机500强榜单揭晓，“神威·太湖之光”以每秒9300亿次浮点运算的浮点运算速度位列第四。 赢得了冠军。

1、峰值性能125.436PFlops，世界第一

2、持续性能93.015PFlops，世界第一

3、6051MFlops/W的性能功耗比位居全球第一

2016年6月20日，在法兰克福举行的世界超级计算大会上，国际TOP500组织发布的榜单显示，“神威太湖之光”超级计算机系统高居榜首，不仅速度超过第二名“天河二号”。 “数”的速度快了将近一倍，效率也提升了三倍。

2016年11月14日，新一届世界超级计算机500强榜单（TOP500），中国的“神威·太湖之光”以较大的运算速度优势轻松夺冠。 算上“天河二号”此前的六连冠，中国已经连续四年占据全球超算排行榜的最高位置。

2017年6月19日下午，在德国法兰克福举行的ISC2017国际高性能计算大会上，“神威太湖之光”超级计算机

凭借12.5亿亿次浮点数的峰值计算能力和每秒930次浮点数的持续计算能力，再次蝉联全球超级计算机排行榜TOP500第一名。 本届冠军也实现了我国国产超算系统在世界超算锦标赛中的首次三连冠，国产芯片在世界舞台上不断闪耀。

2017年11月13日，新一届全球超级计算机500强榜单发布。 中国超级计算机“神威太湖之光”和“天河二号”连续第四次分列第一和第二，中国超级计算机上榜总数再次超过美国，夺得第一。 此次，中国的“神威太湖之光”和“天河二号”再次拔得头筹，浮点运算速度分别为930 teraflops和339 teraflops。

核心部件自主研发

“神威·太湖之光”超级计算机是我国第一台采用国产处理器打造的世界级超级计算机。 在“神威·太湖之光”超级计算机问世之前，我国的“天河二号”曾多次获得世界500强超级计算机的第一名，使用的是英特尔处理器。 去年4月，美国商务部发布通知，决定拒绝英特尔向中国国家超算广州中心出售“至强”芯片用于“天河二号”系统升级的申请。 长沙国家超算中心、广州中心、天津中心和国防科技大学4个国家超算中心被列入出口管制清单。 “神威·太湖之光”超级计算机经过技术攻关，自主研发了“神威26010”多核处理器，打破了国外的技术封锁。 虽然只有一英寸左右的大小，但其计算速度却达到了每秒3万亿次的计算速度，相当于目前市面上20台主流笔记本的计算速度，而“神威·太湖之光”超级计算机就是由40960个这样的处理器组成的。

比特币是如何“破解”的？

众所周知，比特币一共有2100万枚。 很多人经常调侃，量子计算机出来分分钟就被挖出来了。 比特币市场肯定有大矿难，显卡才能便宜。 但如果你问专业人士，肯定会被笑掉牙，那为什么不能用超级计算机把所有的比特币都挖出来呢？

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要了解比特币，首先要了解哈希值，中文称为哈希值、特征值、数字签名、哈希值等。

有一串二进制数据：11001110，他最长的连续长度是3，有5个1，所有偶数位加起来都是2，那么按照这个逻辑得到的特征值就是：352

. 假设在传输这串二进制的时候，有一位出错了，变成了11011110，那么它的特征值就变成了463。可见，只要数据变化不大，特征值也会发生翻天覆地的变化 。

特征值可以用来保证数据的正确传输，但密码学的应用更为广泛。

数据库保存密码是保存密码的特征值，不是明文密码。 特征值在设置密码时计算，输入密码时再次计算。 如果密码相同，则密码验​​证通过。 所以实际上，登录密码可能有多个。

从明文密码到特征值（或加密后的密码），这个过程称为加密。 从加密密码中反推明文密码称为破解。 使用现代加密算法加密很容易，但破解却很困难。

对于最初的SHA1，谷歌已经有了破解算法，大约110块显卡算一年的算力。 但是目前的SHA-512算法需要10的77次方碰撞，有75%的概率会出现裂纹，二元计算大约10的80次方，比宇宙中的原子数还要多。 现有理论不可能破解成功。

另外，现在加密加盐了，也就是说，你的密码是和一串随机数一起加密的。 无论您的密码多么简单，都不会被凭证库破解。 也就是说，每个密码都必须从头开始破解，不能由他人计算。

回到比特币。

计算比特币的过程就是破解密码的过程。 比特币服务器会给你一个密文，让你计算明文。 计算是50个比特币。 现在好像是12.5，没怎么关注。

再来说说比特币的本质。 比特币是在黄金的特性之后创建的。 黄金在古代没有实际应用价值，总量是固定的。 开采黄金需要劳动力，其价值是基于普遍认可的。

与比特币相比，它只是数据，没有任何价值。 总量限制为2100万。 计算比特币需要大量的计算，价值取决于每个人自发的认知。 另外，交易方式、安全模式等这里不再赘述。 最关键的特点是，比特币通过控制哈希值的难度来保证每天产生的比特币数量大致固定。 因此，可以制定一个计划，大约每4年减半一次，在2140年生产出所有的比特币。简单来说，矿工越多，每个矿工的产量就越少。

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因为比特币是定时、定量产生的，不是花大力气就能产生奇迹的东西。 每个分类帐记录区块链网络上的交易。 那么“挖矿”就是在十分钟内将区块链网络上的所有交易“打包”，将所有交易记录在账本中，生成一个区块。 一个区块产生后，负责“打包”的矿工将获得相应的奖励。 不能出块，也没有奖励。 10分钟后，第一批50个比特币生成，此时币总量为50。当总量达到1050万（2100万的50%）时，挖一个区块的奖励减半为25目前，如果你挖一个区块，系统会自动分配12.5个比特币给你的节点。 因为比特币网络交易需要手续费，过去十分钟的网络交易手续费属于负责打包的矿工。 所以，只要你一直当矿工，一直挖下去，你永远挖不完比特币。 超级计算机耗费了这么多的人力物力，更别提是否适合挖矿了。 如果超级计算机用于挖矿，将被外界认为是国家对比特币流通的默认和肯定。 如果国家使用超级计算机来开采比特币，未来的政策将如何实施？ 找到合适的哈希码是概率问题。 世界上有多少算力，就有很大概率挖到比特币，不能说是100%。

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挖矿，其实就是把你的电脑或者矿机贡献给别人，作为交易平台。 如果你的算力最终被用于交易，你将获得比特币奖励和交易手续费。 写入一个区块需要十分钟，一笔交易必须在六个区块上确认写入成功。 也就是说，比特币机制规定每十分钟只给一次奖励。 现在奖励是12.5个比特币，一开始是50个。 现在是两次减半后的奖励。 最后2140年全部挖出来了，所以比特币要等到2140年才能挖出来，挖完之后就意味着没有人贡献算力，也就意味着这个币不能交易了。 我很好奇比特币在 2140 年后将如何运作......

来自网友糖糖影视：

好吧，让我普及一下什么是专业。 下图是专业的挖矿设备，俗称烧显卡，即显卡阵列。 这里的显卡都是高端显卡。 点计算能力，这种集群比任何超级计算机都要强大的多，根本不是一个数量级。

目前，比特币矿机的投资最低为几十万元，多则上千万，超出了个人用户的承受能力。 现在的比赛就是砸装备，谁的装备多，谁的装备更高级。 谁有可能成为赢家。

“破解”比特币不能像电视剧里的黑客一样，利用漏洞进入某个系统，篡改数据，因为没有这样一个中央系统让你破解。 比特币是去中心化的，数据存储在数千台电脑中，没有可以破解的系统。

好了，现在我们来谈谈为什么不用超级计算机来挖掘所有的比特币？

1. 超级计算机无法加速比特币的生成

事实上，比特币是基于区块链技术的。 区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的一种新型应用模式。 所谓共识机制是区块链系统中不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

打个比方，把区块链想象成一本书。 每个分类帐记录区块链网络上的交易。 那么“挖矿”就是在十分钟内将区块链网络上的所有交易“打包”，将所有交易记录在账本中，生成一个区块。 一个区块产生后，负责“打包”的矿工将获得相应的奖励。 而“挖”大致相当于争夺“包”的权利。

那么，结论就出来了。 每十分钟产生一个区块！ 也就是说，你着急是没有用的，时间没到，块是出不来的。 不能出块，也没有奖励。 所以，大力的努力是创造不了奇迹的。 超级计算机也无法加速比特币的生成。

其实看看矿机（下图），也是一台超级计算机。

2、使用超级计算机是国家行为，用它来“挖矿”还是天方夜谭

超级计算机的建造耗费了大量的人力物力，先不说是否适合挖矿，就算适合挖矿也得经过国家相关部门的验证。

更重要的是，中国不支持比特币。 如果用超级计算机挖矿，外界会认为是国家对比特币流通的默许和肯定。 这不仅会影响比特币市场，造成波动。 这种行为会阻碍国家后续的政策变化。 事实上，自9月份国家禁止ICO后，比特币等虚拟货币交易平台在中国已成为非法。 如果国家使用超级计算机来开采比特币，未来的政策将如何实施？

3、投入产出比不划算

付出的代价与产出不成正比。 难得的精力就这样白白浪费了，这种事谁也不会做。 比如玩王者荣耀为什么不用超级计算机。

说说如何破解：

不可能用超级计算机来挖掘所有的比特币，因为比特币的供应速度是固定的，不可能轰轰烈烈地创造奇迹。 在比特币诞生之初，大约每十分钟产生 50 个比特币，这个数字每 4 年减半。 目前比特币的增长率是每 10 分钟 12.5 个比特币。 到2140年，比特币的数量将达到2100万个的峰值，不再增加，目前已挖出约1600万个比特币。

破解比特币只有两种方法，一种是篡改公共账本，另一种是破解其身份认证系统。

篡改公共账本是否可行？

我在另一个相关的问题中也讨论过这个问题——为什么黑客不直接修改自己的比特币余额——简单来说，如果你想篡改公共账本，首先你的计算能力必须与之相当与其他矿工的总和相当。 我没有具体研究过所有矿工的综合算力，但根据经济均衡的概念，我们可以估算出所有矿工在出苗阶段每小时投入的电力和设备成本约为120万美元。 根据这个估算，我们可以感受到整个网络的计算能力是多么惊人。 还有一点，矿机是专门为挖矿而设计的，超级计算机是用来解决各种科学问题的，其挖矿效率远低于矿机。 所以仅仅一台超级计算机不太可能篡改公共账本，因为其他矿工的计算能力本来就很高，而超级计算机效率不高。 退一步讲，即使你用很多超级计算机组成一个矿池，用它来篡改比特币公共账本，比特币开源社区也可以硬分叉，让账本恢复到出错前的样子.

所谓“破解”比特币还有一种方法天河一号多久可以挖到比特币，就是通过破解身份验证问题，将别人的比特币据为己有。

通过破解比特币的认证系统，你可以冒充另一个用户，将他的比特币转入你自己的账户。 什么是身份认证系统？ 这就涉及到非对称加密技术，这是一个比较复杂的数学问题。 我试着用一个比喻来解释。 当你去银行取钱时，你需要给一个密码来证明你是开户人。 银行会通过检查您的账号和密码是否匹配来验证您的身份。 因此，帐号和密码可以完全无关，您可以为帐号设置任意密码。 但是在比特币的世界里，没有银行，比特币是去中心化的，密码只有你自己知道，怎么验证呢？ 这时，数学家想出了一个办法。 他们要求帐号是密码的特定更改。 这样我就可以展示我的密码，让大家看看这个具体修改后密码是不是变成了账号。 如果是这样，它可以表明我是我自己。 但这种做法必然会带来另一个问题。 如果黑客从帐户中猜出密码怎么办？ 这就是前面说的破解认证。 从数学上可以证明，在现有的计算能力范围内，即使是超级计算机也不太可能破解身份验证，所以我们暂时不用担心账号密码被猜到。 不过，未来量子计算机是否会快速发展，就不好说了。