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小白入门之挖矿篇!

2020-01-26 16:00:40

小白入门之挖矿篇!

众所周知,圣经中的马太福音和路加福音都有这样一句话:“......哭泣与咬牙切齿”,以此来形容永恒的诅咒里等待罪人的是什么。

这属于对炼狱生动的描述。很奇怪,这句话似乎也适合形容众多加密货币背后一个关键知识:挖矿。

深吸一口气。回顾上节课,小号讲到比特币的网络运营中就涉及到挖矿这个概念。那么挖矿是什么,该怎么挖呢?

挖矿的目的

对于数字货币,挖矿需要通过矿工相互竞争来解决复杂的数学问题。这个数学难题就是找到一个使区块头哈希值小于难度目标的随机数Nonce。

矿工通常需要尝试数十亿甚至数万亿个不同的随机数,才能找到一个满足条件的取值。为了挖矿成功,参与的矿工通常需要付出大量的时间和算力。

为了进一步理解这个难题是什么,这里有几个和挖矿相关的概念需要了解一下:

随机数:只使用一次,在解决数学难题过程中,如果被使用一次后并不能解决该难题,就会尝试使用新的随机数,直到问题被解决。

难度目标:数学难题中区块头哈希值的阈值,这里的阈值指最大值。矿工只有在阈值范围内找到合适的随机数,才有机会获得当前区块的记账权以及区块奖励。当全网算力提升时,难度目标阈值会降低,难题的求解难度增加。

算力:指矿工每秒进行的哈希运算次数。


矿圈的组成

1.矿工

区块链的本质,是一个分布式的公共账本,是一个记账系统,每一个参与的点,都可以在上边记账。虽然每一个参与的点都有记账的权利,但是这个账到底怎么一个计法?谁来记?怎么记?那么挖矿的人,也就是矿工就是记账员,矿工主要工作就是把每笔交易记录,交易时间数据都记录在一个区块里面,通过他们的算力,获得奖励。

2.矿工为什么会做会计的活?

工其实就是和银行干着类似的事情——记账。

我们还是先讲一个我们生活中相似的案例来做类比。一家公司的会计和出纳每天都会收集员工的报销票据,然后整理填写成一本一本的账本,堆进公司的会计存储室。

类似的,在比特币世界里是这样的。

我们普遍用户使用比特币发起交易,一笔交易本质上就是一个大约200到500k左右数据。用户将交易广播到比特币网络,矿工节点就会收到交易。矿工会将他收到的交易都打包进一个叫区块的数据块,这个数据块目前平均大小是1M,一般能包含几百到几千笔交易。每新打包一个区块都会拼接到以前的区块,这样整个区块数据块就构成一条链,这就是区块链。

矿工就是干这事,收集用户发起的交易,然后打包成区块,然后拼接成区块链。

当然矿工还会对交易的合法性进行验证,谁发起欺诈性的交易是骗不了矿工的。但矿工的核心工作就是做会计。

3 挖矿的过程

一:矿工收集所有的未决交易;

二:矿工对交易进行验证;

三:矿工把验证过的交易捆绑成一个块;

四:矿工根据10分钟内验证过的交易记录,加上猜测的随机数N及其他信息,计算区块头的哈希值H(可参考2号速递);

五:判断区块头哈希值是否小于难度目标G,如果符合要求,则成功解决难题,如果不符合,则重新尝试另外一个随机数,直到找到满足条件的随机数。第一个成功解决难题的矿工可得到相应的奖励。


4.矿机
随着挖矿竞争越来越激烈,大家发现GPU算力也跟不上了,于是就有了专门的矿机。矿机就是专门用来挖矿的电脑,搭载有专业的挖矿晶元,多采用烧显卡的方式工作。矿机有两个缺点:一是产生较大噪音——这也是为什么家庭挖矿不太可行;二是耗电量较大,高额电费很有可能把挖矿赚的钱抵消,或倒贴赔钱。

5.矿池

我前面讲过了,大家也看到了挖矿的算力一直在升级,个人挖矿已经不复存在,那么大家要做的就是集合起来,一起挖矿,然后平分利润,这就是所谓的矿池。矿池通过专门的协议,将多个矿工联合在一起,矿工们同步各自工作,分享挖矿任务,并根据各自的算力大小来分享奖励。

挖矿的意义

虽然挖矿可以获得奖励,但实质上这个奖励只能看作为激励。

这是因为,挖矿的主要目的并不是为了奖励或者产生新的比特币,挖矿本身是为了巩固去中心化的清算交易机制,这种机制实现了交易的验证和清算。

基于区块链作为支付技术的加密货币,不依赖中央机构发行,挖矿实现了去中心化的安全机制,这正是使得比特币与众不同的核心原因。

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