比特币挖矿是如何运作的

更新时间:2019-01-10 17:52:56

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当你听说比特币“采矿”时,你会想到硬币被挖出地面。但比特币不是物理的,为什么我们称它为采矿?
  
  因为它类似于金矿开采,因为比特币存在于协议的设计中(正如黄金存在于地下),但它们还没有被带入光明之中(就像黄金还没有被挖出来一样)。比特币协议规定在某些时候将存在2100万比特币。“矿工们”所做的是将他们带入光明之中,一次几个。
  
  他们可以将此作为创建已验证交易块并将其包含在区块链中的奖励。
  
  节点
  
  稍微回顾一下,我们来谈谈“节点”。节点是一台功能强大的计算机,它运行比特币软件并通过参与信息中继来帮助保持比特币运行。任何人都可以运行一个节点,你只需下载比特币软件(免费)并保持某个端口打开(缺点是它消耗能量和存储空间 - 写入时网络占用大约145GB)。节点在网络周围传播比特币交易。一个节点将信息发送到它知道的几个节点,谁将信息中继到他们知道的节点,等等。这样它最终很快绕过整个网络。
  
  一些节点是挖掘节点(通常称为“矿工”)。这些将未完成的事务分组为块并将其添加到区块链中。他们如何做到这一点?通过解决作为比特币计划一部分的复杂数学难题,并在块中包含答案。需要解决的难题是找到一个数字,当与块中的数据结合并通过散列函数时,产生的数字在一定范围内。这比听起来要困难得多。
  
  (对于琐事爱好者来说,这个数字被称为“nonce”,它是“使用过一次的数字”的串联。在比特币的情况下,nonce是0到4,294,967,296 之间的整数。)
  
  解决这个难题
  
  他们如何找到这个号码?通过随机猜测。哈希函数使得无法预测输出将是什么。因此,矿工猜测神秘数字并将散列函数应用于猜测数字与块中数据的组合。生成的哈希必须以预先建立的零数开始。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大不相同的结果。更重要的是,可能有几个nonce产生所需的结果,或者可能没有(在这种情况下矿工继续尝试,但使用不同的块配置)。
  
  获得所需范围内的最终散列的第一个矿工宣布其对网络其余部分的胜利。所有其他矿工立即停止工作,并开始尝试找出下一个的神秘数字。作为对其工作的奖励,获胜的矿工获得了一些新的比特币。
  
  经济学
  
  有很多挖掘节点竞争奖励,这是一个运气和计算能力的问题(你可以执行的猜测计算越多,你就越幸运)。
  
  此外,作为一个采矿节点的成本是相当可观的,不仅因为需要强大的硬件(如果你的处理器比竞争对手更快,你有更好的机会在它们之前找到正确的数字),但也因为运行这些处理器的大量电力消耗。
  
  并且,作为解决难题的奖励而授予的比特币的数量将减少。它现在是12.5,但它每四年左右减半(下一个预计在2020-21)。比特币相对于电力和硬件成本的价值可能会在未来几年内上升,以部分弥补这一减少,但目前尚不确定。
  
  困难
  
  计算的难度(散列字符串开头所需的零数)经常调整,因此处理块平均需要大约10分钟。
  
  为什么10分钟?这就是比特币开发商认为对于稳定和减少新硬币流量所必需的时间,直到最大数量达到2100万(预计在2140年的某个时间)。
  
  如果你已经做到这一点,那么恭喜你!关于这个系统还有很多东西需要解释,但至少现在你已经了解了编程和概念的大纲。我们首次拥有一个系统,允许以分散,无信任和防篡改的方式进行方便的数字传输。反响可能是巨大的。

 

文章来源:金色财经;原作者保留相关权利

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