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273篇:说说比特币的挖矿原理

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当你听到比特币“挖矿”时,你最先想到的是什么,你肯定会想难道比特币是从地下挖出来的。但很显然,比特币是虚拟的并不是实体的,那为什么我们称之为“挖矿”呢?

因为它类似于金矿的开采,比特币存在于设计好的协议中(就像金子存在于地下一样),但它们还没有被暴露出来(就像金子还没有被挖掘出来一样)。

比特币协议规定2100万枚比特币将在某一时刻存在,“矿工”们所做的工作就是把它们挖掘出来,一次一点点。

如此,作为创建验证交易的奖励,矿工们获得系统分发的比特币,并将其包含在区块中。

节点

我们来谈谈“节点”,节点是运行比特币软件的强大计算机,通过参与维护比特币网络来帮助系统正常运行。

任何人都可以运行一个节点,只需要下载免费的比特币软件,并打开某个端口(缺点是它消耗能量和存储空间——占用大约145GB)。

节点在网络上传播比特币交易信息,一个节点将向它所知道的几个节点发送信息,这样,交易信息很快就会传遍整个网络。

有些节点是挖矿节点(通常称为“矿工”),他们将交易打包成区块并将它们添加到区块链中。

那么他们是如何做到(赢得)这一点(结果)的?通过解一个复杂的数学谜题,这本身就是比特币程序的一部分,并包含了答案在区块中。需要解决的难题是找到一个数字,当与区块中的数据结合并通过哈希函数时,该数字会产生一个在一定数字范围内的结果。这当然比听起来要困难得多。

这个数字叫做“nonce”,也就是随机数。就比特币系统来说,nonce是介于0和4294967296之间的随意一个整数。

解题

他们是怎么找到这个数字的呢?没有特别好的办法,就是靠随意猜测。

哈希函数使得大家不可能直接预测结果,因此,矿工们只能不断试猜这个神秘数字,并将哈希函数应用于该猜测数和区块中的数据的组合。

生成的哈希必须从预先建立的零点开始,谁也没有办法知道哪个数字会起作用,因为两个连续的整数会产生剧烈变化的结果。

此外,可能有几个随机数产生期望的结果,或者可能没有(在这种情况下,矿工只能继续尝试)。

第一个矿工在所期望的范围内得到一个哈希,随之宣告他的胜利,所有其他矿工都立即停止工作,开始为下一个谜题寻找答案。

作为对其工作的奖励,获胜的矿工将获得一些系统新产生的比特币。

经济

在写作本文时,奖励是12.5个比特币,价值近200000美元。

虽然它不像听起来那么简单,有许多挖矿节点都在争夺这个奖励,事实上这是一个运气和计算能力的问题,换句话说,您可以执行的猜测计算越多,您就越幸运。

此外,作为挖矿节点的成本相当大,因为不仅需要功能强大的硬件(如果您拥有比竞争对手更快的处理器,意味着你有更大的机会找到正确的数),而且还需要消耗大量电力。

而且,作为解题奖励的比特币的数量将会减少,每四年左右减半,现在是12.5个,下一次减半预计在2020到2021年间。

相较于电力和硬件成本,比特币的价值在未来几年可能会上升,以补偿部分挖矿成本,但虽说的清呢,一切都是不确定的。

难度

计算难度(散列字符串开头所需的零的个数)经常调整,因此打包处理一个区块平均需要大约10分钟。

为什么要10分钟呢?这就是比特币开发者所认为的稳定和减少新币的流动所必需的时间,直到达到最大值2100万(预计在2140年的某个时间)。

如果你明白了这一点,那么真的应该恭喜你。关于比特币的这个系统,还有很多东西需要解释,但至少现在你已经对比特币的大概轮廓有了一个概念。

历史上,我们首次拥有了一个系统,它允许以分散的、无信任的和防篡改的方式方便地进行数字传输,这种影响可能是巨大的。

版权声明:本文翻译自《How Bitcoin Mining Works》,作者:Noelle Acheson 原文链接:https://www.coindesk.com/information/how-bitcoin-mining-works/,如有问题请联系解决。


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