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一、“挖矿”究竟是什么

所谓“挖矿”就是,将一段时间内比特币系统中发生的交易进行确认,并记录在区块链上,形成新的区块,挖矿的人叫作矿工。简单来说,挖矿就是记账的过程,矿工是记账员,区块链就是版本。

 

比特币系统的记账权利是去中心化的,即每个矿工都有记账的权利,只要成功抢到记账权,矿工就能获得系统新生成的比特币奖励。从这个意义上来说,挖矿就是生产比特币的过程。

 

中本聪最初设计比特币时规定没生产210000个区块,比特币奖励减半一次,直至比特币不能再被细分,因为比特币的总量是有限的,比特币也被称为数字黄金。比特币生产也俗称挖矿。

 

二、挖矿必备工具

比特币通过挖矿生产,每10分钟全网矿工一起计算一道算术题,只要先算出答案,就相当于挖到了这个区块,该矿工就能获得系统新生的比特币奖励。

 

在比特币刚诞生的时候,通过计算机的CPU便可以挖矿,随着挖矿的矿工越来越多,目前用CPU已经不能挖出比特币了,大家开始用矿机挖矿。

 

挖矿必备工具:1.挖矿机;2.比特币地址;3.挖矿软件。

 

目前,比特币网络算力太大,个人购置少量矿机,是很难挖出区块的,很多矿工只能加入矿池一起挖;矿场只负责计算,矿池负责信息打包。挖到比特币后,根据矿场的算力占比分配收益,此保证更加稳定的投入产出。

 

三、矿工是怎么挖矿的

区块链诞生后,矿工不再只是煤矿工人的简称,而是一种全新的含义。从事虚拟货币挖矿的人和传统的“矿工”不同,区块链领域的矿工具有更多的科技色彩。矿工的主要工作是交易确认和数据打包。

 

矿工需要购买一台专用的计算机设备,下载挖矿软件。挖矿不需要矿工亲自动手,完全由电脑在执行特定的运算。对于矿工来说,只要保证矿机电力供应和网络连接就可以。

 

以比特币为例,比特币矿机就是通过运行大量计算,争夺记账权从而获得新生比特币奖励的专业设备。

 

矿机的构成包括:挖矿芯片。散热片和风扇。只执行单一的计算机程序、耗电量更大,挖矿实际是矿工之间算力的比拼,拥有较多算力的矿工,挖到比特币的概率更大。

 

随着全网算力上涨,用传统的设备挖到比特币的难度越来越大,人们开发出专门用来挖矿的芯片。芯片是矿机最核心的零件,运作过程中会产生大量的热。为了散热降温,比特币矿机一般配有散热片和风扇。

 

用户在电脑下载比特币挖矿软件,用该软件分配好每台矿机的任务就可开始挖矿。每种币的算法不同,所需要的矿机也各不相同。

 

四、中本聪与“挖矿”

对于区块链来说,挖矿是必要的吗?为了解答这个问题,我们先来说下究竟什么是“挖矿”?以比特币为例,没产生一比交易,并不算完成,只有将交易数据写入数据库,才算成立,对方才能真正收到钱。首先,所有的交易数据都会传送到矿工,矿工负责把这些交易写入区块链。

 

计算哈希的过程叫挖矿,计算哈希的机器就叫矿机,操作矿机的人就叫矿工。根据比特币协议,一个区块的大小最大是1MB,而一笔交易大概是500字节,因此一个区块最多可以包括2000多笔交易。矿工负责把这2000多笔交易打包在一起,组成一个区块,然后计算这个区块的哈希(Hash)。

 

中本聪故意让添加新区块变得困难,他的设计是:平均每10分钟,全网才能生成一个新区块,一小时只能生成六个。人为设置大量的计算及难度系数,需要大量算力才能得到当前区块的有效哈希,进而将新区块添加到区块链。为了让自己第一个添加新区块进入区块链,矿工之间充满了竞争,谁先算出来了,就能享受这个区块的全部收益;而其他矿工只能将那一页抄写一份,贴在自己账本的最后面,然后又开始新的记账过程。周而复始,生生不息,账本一页一页地增加,账本越来越厚。由此看来,挖矿其实是一种安全机制,利用密码学哈希函数和非对称加密,确保区块链网络的挖矿节点在广播区块前投入大量的计算,提高作假和作恶的成本,保证已有数据不可能被篡改,确保全网达成共识。

 

笔者认为,中本聪设计这种机制的出发点是为了避免系统受到攻击。如果攻击者想用搞乱账本的方式来进行攻击,就需要足够的计算能力。当收益不足以抵消成本时,攻击者就没有了攻击系统的动力。所以对区块链来说,建立挖矿机制还是有必要的,但未来一定会产生更合理高效的解决方案。

 

挖矿原理