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什么是挖矿? - 知乎

什么是挖矿? - 知乎切换模式写文章登录/注册什么是挖矿?XBTFX当谈论到比特币挖矿时，许多人可能会感到困惑。这项工作似乎神秘而复杂，但实际上它是一种基于数学和计算机科学的过程。让我们来了解一下比特币挖矿是如何工作的。 什么是比特币挖矿？ 比特币挖矿是一种通过计算解决复杂数学问题的过程，以确保比特币网络的安全和稳定运行。挖矿者通过解决这些问题来创建新的比特币，并确认交易记录的有效性。这个过程也被称为"工作量证明"，因为挖矿者必须提供计算能力来证明他们的工作。 挖矿的过程验证交易： 首先，比特币网络上会有许多等待确认的交易。这些交易被打包成一个"区块"，每个区块包含了一定数量的交易记录。 计算哈希值： 挖矿者的任务是找到这个区块的特定哈希值，这需要不断地尝试不同的数学问题。这个问题是如此复杂，以至于需要大量的计算能力和时间来找到正确的哈希值。 工作量证明： 一旦挖矿者找到了符合要求的哈希值，他们就会将这个区块添加到比特币的区块链中。这个过程被称为"工作量证明"，因为挖矿者必须花费大量的计算能力来证明他们已经做了实际的工作。 奖励和手续费： 作为奖励，成功挖矿的人会获得一定数量的新比特币。此外，他们还会获得在区块中包含的所有交易的手续费。 挖矿的挑战 计算难度： 比特币网络会根据挖矿者的总体计算能力调整挖矿难度。这意味着随着时间的推移，挖矿变得越来越困难。 能源消耗： 挖矿需要大量的计算能力，因此也需要大量的电力。这导致了对能源的高度需求，有些人对其环境影响表示担忧。 专业化： 现在，比特币挖矿已经变得非常专业化，许多人会投资于定制的挖矿设备，以获得更高的计算能力和更好的竞争力。 比特币挖矿的意义 比特币挖矿不仅仅是为了创造新的比特币。它也是比特币网络的基石，保障了这个网络的安全性和去中心化的特性。挖矿者的工作确保了交易的有效性和整体系统的稳定性。 总的来说，比特币挖矿是一项复杂而重要的工作，它在比特币和其他加密货币的世界中扮演着关键的角色。通过不断解决数学问题，挖矿者为整个网络的运行做出了贡献，并有机会获得比特币作为奖励。发布于 2024-03-11 17:50・IP 属地西班牙比特币 (Bitcoin)​赞同 1​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请

详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本 - 知乎

详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本 - 知乎切换模式写文章登录/注册详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本S-Maruko从入门到精通，看我就够了！​​ 比特币挖矿就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。　　相信很多人都听说过比特币挖矿的说法，不知道有多少人真正理解这个概念。在矿产领域，挖矿的概念其实很容易理解，就是从富含某种矿物质的矿石中提炼出矿物质的过程，而所谓的矿工就是那些头戴安全头盔，从事提炼矿物质的工人，他们的形象在我们的脑海中恐怕一点也不陌生。　　比特币世界的挖矿和矿产领域的挖矿还是有很多相似之处的，都是在挖掘有价值的资产，都需要花费一定的代价，都能给挖矿的人带来一定的收益。矿产领域的挖矿可以得到相对稀缺的矿产资源，同时要付出体力和承担安全风险的代价;而比特币的挖矿可以得到比特币奖励，同时要付出计算机算力的代价。　　矿产领域的矿工是靠大型的机械设备，而比特币世界里的矿工是靠专业的计算机设备，伴随着激烈竞争，比特币的挖矿设备从最开始的普通计算机，到现在的越来越专业的挖矿设备。　　不过比特币世界的挖矿和矿产领域的挖矿也还是有很多不同的，比特币世界的挖矿还是发行新比特币的唯一方式，同时也是在去中心化的网络中保证民主和竞争的重要手段，但是它也不是一点坏处都没有，比如浪费了大量的计算机算力和电力。至于为什么会这么说，看完接下来的文字我想你就会明白了。　　文章导读：​　　1.什么是挖矿​　　2.如何证明谁的工作量最多​　　3.什么是工作量证明(POW)​　　4.挖矿是一场接力赛​　　5.小结　　1. 什么是挖矿　　如果还不了解区块链的话，可以参考不懂技术?老司机带你轻松理解区块链知识，比特币的网络中传播着大量的交易信息，既然没有中心化的统一服务，那么谁来确认这些交易的合法性，以及达成统一的共识呢?我们可以想想中心化服务的支付宝是如何解决这两个问题的，支付宝其实是买卖双方的中间担保，它负责确认每一笔交易是否合法，并且等双方在线下的交易没有问题时，才将资金转给卖方，这就保证了不会出现某一方作弊或者不认账的问题。　　但是比特币网络中没有像支付宝这样的担保角色，那么它是如何做到交易的正常进行的呢?其实答案也很简单，就是由网络中的所有全节点共同决定这份交易是否合法，通过共同维护同一份帐薄来确保交易不会违约和篡改。　　这就如同有10个人共同见证了两个人的交易，并一起确认这笔交易的合法性，同时每个人都维护了一份账本，这笔交易会记录到每个人各自维护的同一套账本上，如果有人要违约或篡改交易数据，他需要同时改掉至少6个人的账本(少数服从多数)。否则如果只改自己的那一份账本，别人很容易就看出他的作弊行为，想想掩耳盗铃的故事应该就能明白了。　　说回到比特币世界的挖矿，挖矿就是比特币世界里的矿工确认每一笔交易是否合法(关于如何确认交易合法，可以参考一文看懂比特币交易的全过程)，并将合法的交易写入到统一的公共帐薄上，同时会获得一定的新比特币和交易费的奖励的过程。奖励是为了鼓励更多的矿工加入进来，确保不会出现某一个节点独断专权的情况，至于奖励给哪一个矿工，这就要看谁的工作量更多了，在比特币的世界里，是靠共同解决某一个数学问题来证明工作量的多少。　　这就如同在竞争激励的市场经济中，每个公司都会拼尽全力提供更好的服务和产品才能生存下去，这样就不太容易产生垄断和腐败，而竞争的结果促进了资源的有效配置，社会的整体财富就会不断增长，最终所有人都会受益，当然受益最大的还是对社会贡献最大的企业家。　　而在计划经济下，所有的生产安排和资源分配，都掌握在少数人手中，权力的过度集中必然会导致腐败，也不利于资源的合理配置，长远来看，只能是绝大大多数人普遍赤贫，而受益最大的往往是掌握更多资源的人。想想改革开放前后的中国，就能明白计划经济和市场经济的不同效果了。　　总结一下，挖矿就是矿工为了得到新发行的比特币和交易费的奖励，主动去确认交易是否合法，并将合法的交易写入共同维护的帐薄中的过程。而奖励是为了确保矿工有更多的积极性，避免权力集中在少数人手中，同时奖励也是比特币发行的唯一方式。　2. 如何证明谁的工作量更多　　刚才提到了挖矿的奖励会给工作量最多的那个人，那么如何证明谁的工作量最多呢。其实也很简单，就是大家共同去解同一道数学题，这道数学题需要一定的计算量才能做出来，而率先得到答案的矿工就是最终的胜出者，分享最终的奖励。　　相信大家以前都玩过数独游戏(没玩过的同学请自行搜索游戏规则)，简单来说就是每一行与每一列必须出现1～9的数字，每个小九宫格内也必须有1～9的数字，并且每个数字在每行、每列和每个小九宫格里出现且仅能出现一次。游戏刚开始只会给出有限的几个位置上的数字，其他的位置都需要计算分析才能得出来正确的数字。​　　由这张游戏图可以看出，想要计算分析出每一个位置上的数字，还是需要花费不少力气的，但是填完之后来验证是否正确就简单很多，看一下横排、竖排以及小九宫格是否没有重复的数字即可。　　而比特币挖矿的数学题也有这样的特性，就是计算起来很费事，但是验证起来却很简单。当然了，挖矿的数学题不是求解一道数独题目，而是计算一道概率题。　　先举一个简单的掷骰子游戏，假如说有两个骰子，如果我说掷出一个骰子之和小于等于12的组合，你肯定会说这还不简单，随便掷，任一个组合都肯定小于等于12，一点难度都没有。好，那假如我把条件设为小于等于8呢，可能就不是每次都能掷出来了，它的概率是0.72;如果我再把条件设小呢，如果是4呢，那么掷出来的可能性就会进一步减小，概率为0.11。(这里默认大家都会计算概率，如果不懂的话，只需要知道概率在不断减小就可以，想想现实的场景，这点应该不难理解)3. 什么是工作量证明(POW)　　理解了掷骰子游戏，再来介绍挖矿的工作量证明(POW Proof-Of-Work)算法就很简单了，在之前一篇介绍区块链的文章不懂技术?老司机带你轻松理解区块链知识中，曾经提到过区块的数据结构，当时提到了两个数据是和挖矿相关的，当时没有详细说明，现在就可以拿出来分析了。　　这里的难度目标和Nonce就是和挖矿相关的参数，我们都知道比特币网络平均每10分钟产生新的比特币，也就是说挖矿的平均时间为10分钟，也许你会问怎么确保刚好是10分钟呢。其实答案很简单，就是控制数学题目的难度，假如某个人的解题速度在不断提升，那么我只要提高题目难度，就可以保证他解答的时间大致衡定。　　在比特币世界中，解题速度和计算机的算力有直接的关系，想想今天的一台计算机和20年前的一台计算机去解同一道复杂的数学题，谁先计算出来，我想你肯定也认同是今天的计算机率先求出答案。如果我告诉你，谁先解出答案，就给谁丰厚的奖励，大家肯定会拼命提高计算机的性能，这也是全球各个矿工在不断提高算力的原因，因为大家都想快速解出答案，以获得奖励。　　说回到难度目标和Nonce两个参数，挖矿的题目是这样的，每一个区块头都有唯一的哈希值，我现在要求你在这个哈希值后面添加一个随机数字(一般是从零开始递增)，然后再去计算这个结果的哈希值，直到求出来的哈希值小于某一个数字，而这个数字是由一个常数除以上面的难度目标得出来的。　　如果你理解了上面的掷骰子游戏应该能看懂这道题目，其实就是通过不同的数字不断地计算哈希值，直到答案小于某一个目标数字，这个目标数字越小，难度就越大，跟上面的骰子一样，结果越小，掷出来的概率就越小。而这个目标数字是由难度目标决定的，难度目标数字越大，除出来得到的目标数字就越小。　　Nonce计数器主要是统计总共计算了多少次，就如同掷骰子一样，虽然可以一把掷出要求的数字，但是多次平均下来，肯定是符合概率统计的，这样别的矿工就可以根据Nonce数字大小再一次印证这个矿工是否有作弊。　　至此你应该已经明白工作量证明算法的大致逻辑了吧，本质上就是在求一个概率题，谁先算出来就算谁赢，奖励就归谁。难度随着答题的速度会动态调整，而这个难度就是由上面的难度目标值决定，这样就能保证平均每10分钟完成一次挖矿。　　4. 挖矿是一场接力赛　　一旦一个矿工成功挖矿，根据数独游戏的逻辑，其他矿工很快就能验证是否成功，一旦验证通过就会将区块放入自己维护的区块链中，并赶紧投入到下一次的挖矿，不带有一丝一毫的犹豫。如此激烈的竞争伴随的结果，就是每个矿工都不断提升自己的计算机性能，结果就是大家的挖矿设备都不断升级，以至于现在的矿场都是紧挨发电厂，用最先进的专用挖矿芯片。　　这里其实还有一个问题，就是假如说有两个矿工同时计算出结果怎么办?这个时候就会出现分叉，也就是说区块链的末端区块存在分歧了，其实这只会临时出现，并不会长久存在。原因是一旦其他矿工确认了本次挖矿成功，就会投入到下一次挖矿，如果其他矿工又挖矿成功了，这条区块链路就会比另一条区块链路多出一个区块，区块链中的原则就是只认最长的链路，所以另一个挖矿成功的矿工很快就会舍弃之前的区块，以最长的区块链为准。　　而奖励也是要得到大多数的矿工认可后才会有效，毕竟账本是所有的人一起维护的，只有大多数人的账本上认可你的挖矿结果才有效。所以临时的分叉并不会影响最终的奖励，其实10分钟的挖矿时间也是比特币之父“中本聪”对效率和共识的一种平衡。　　看到这里也许你就会明白，为什么会说挖矿浪费了很多算力和电力，因为胜出者往往只有一个，其他的矿工就相当于白忙活了，但是他们的计算机已经投入计算了，这笔算力和与之相对应的电力也就此浪费了。　　这恐怕就是为了维护民主化的代价，如果让中心化的节点去统一确认交易，并写入公共帐薄，那么很容易滋生出腐败，这也不符合中本聪一开始的去中心化的设计理念，但是靠挖矿决定输赢又会导致资源浪费，只能说任何事情都是有成本和代价的，只要收益大于成本，这件事就有做的价值，比特币现在的价格相比用于计算的电费还是划算得多。5. 小结　　关于比特币的挖矿到此就全部介绍完了，不知道你有没有看明白。总结一下就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。这种靠竞争来解决交易共识的问题，避免了单一节点垄断整个网络的风险，让整个网络形成了良性竞争的局面。　　当然随着全网算力的提高，篡改的难度就越来越大了，因为你要改至少51%的全节点的账本，这就要求你的算力至少是其他51%全节点的总和，这个难度现在已经大到无法想象的程度，而且即便能做到，为此付出的电费代价也会让篡改者掂量一下这么做是否划算。关于比特币的挖矿到此就全部介绍完了，不知道你有没有看明白。总结一下就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。这种靠竞争来解决交易共识的问题，避免了单一节点垄断整个网络的风险，让整个网络形成了良性竞争的局面。　　——The End——『声明：本文转载于公众号“扬帆沧海”』发布于 2021-05-13 13:48比特币 (Bitcoin)btc挖矿挖矿​赞同 39​​4 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

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挖矿是如何产生比特币的？ - 知乎

挖矿是如何产生比特币的？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答​切换模式登录/注册虚拟货币货币比特币 (Bitcoin)挖矿是如何产生比特币的？最近翻译了中本聪先生发明比特币的论文，在这篇论文中他说比特币的产生由挖矿者计算最优散列值计算得到，第一个计算得到这一散列值的也就是block的第一人将…显示全部 ​关注者4,106被浏览5,798,637关注问题​写回答​邀请回答​好问题 40​10 条评论​分享​273 个回答默认排序aibifu区块链扫地僧​ 关注在这篇文章中我会给出一个虚拟的村庄叫“比特村”，整个文章会以讲故事的方式，逐步告诉大家比特币提出的动机、解决了什么问题以及一些关键组件的目标和设计方案。问题的提出我们先从比特币产生的动机开始。以物易物的比特村话说在这个世界上，有一个叫比特村的小村庄，村庄共有几百户人家。这个村庄几乎与世隔绝，过着自给自足的生活。由于没有大规模贸易，比特村村民一直 过着以物易物的生活，也就是说村民之间并没有使用统一的货币，互相间的贸易基本上就是老张家拿一袋面粉换老李家一只羊，王大嫂拿一筐野果换刘大婶两尺布。 村民们一直就这么纯朴的生活着。实物货币终于有一天，村民觉得一直这样以物易物实在太不方便了，于是村子全员开会，讨论如何解决这个问题。有人提议，以便于分割且稀有的东西，例如黄金，作 为一般等价物，把其它物品和黄金的对应关系编成一张表格，例如一克黄金对应一只羊，一克黄金对应一袋面粉等等，此时老张再也不用扛着一袋面粉气喘吁吁的去 老李家换羊了，他只要从家里摸出一克金子，就可以去老李家牵回一只羊，而老李拿着这一克黄金可以从任何愿意出让面粉的人那里换回一袋面粉，当然也可以换取 任何和一克黄金等值的物品。此时比特村进入了实物货币时代。符号货币好景不长，过了一段时间，实物货币的弊端也出现了。因为比特村附近金矿并不多，开采和冶炼金子太费时费力了。而随着使用，金子总是不断会因为磨损、 丢失或有人故意囤积而发生损耗。全村人又一次坐在了一起，开始商讨对策。此时有人说，其实大家也不必一定要真的用黄金啊，随便找张纸，写上“一克黄金”， 只要全村人都认同这张纸就等于一克黄金，问题不就解决了。其他人纷纷表示认同，但同时也有了新的问题：真实的黄金是需要开采和冶炼的，金矿有限，开采和冶 炼也需要成本，所以没有人可以短期凭空制造大量的黄金，可写字就不同了，只要我纸够笔够，随便像写多少写多少，那这就变成拼谁家里纸多了，搞不好到时一万 张纸才能换一只羊（实际上这就发生了经济学上的通货膨胀）。大家一想也是啊。不过此时又有人提出了解决方案：这个纸不是谁写都有效，我们只认村里德高望重的老村长写得，大家都认识老村长的字。老村长写一些 纸，同时按照各家黄金存量发给大家等量的纸，例如老张家有二百克黄金，老村长就发给老张二百张写着“一克黄金”的纸，同时将老张家的黄金拿走作为抵押。就 这样，老村长将村里所有黄金收归到自己的家里，并按各家上交的黄金数量发给等值的写有字的纸。此时村民就可以拿着这些纸当黄金进行贸易了，而且大家都认得 老村长的字，其他人伪造不出来。另外，如果谁的纸磨损太严重，也可拿到老村长那里兑换新的等值的纸，另外老村长承诺任何人如果想要换成真黄金，只要拿纸回 来，老村长就会把等值的黄金还给那人。因为老村长写得纸的黄金量和真实放在家里的黄金量是一样的，所以只要严格按照销毁多少纸新写多少纸的原则，每一张有 效的纸总能换回相应的真黄金。此时，比特村进入了符号货币（纸币）时代。而老村长就承担了政府和银行的角色。中央系统虚拟货币又过了几年，老村长由于每天都要核对大量的旧纸币，写新的纸币，还要把各种账目仔细做好记录。一来二去，老村长操劳过度不幸驾鹤西去了。比特村再次召开全体大会，讨论应该怎么办。此时老村长的儿子二狗子自告奋勇接过了父亲的笔，承担起货币发行的责任。这个年轻的村长二狗子很聪明，他 做了几天，发现好像也不用真的写那么多纸。完全可以这样：村民把纸币都交上来，销毁，但是二狗子会记录下每户上交的纸币数量。以后如果要进行付钱，例如老 张要拿一克金子向老李换一只羊，就一起给二狗子打个电话，说明要将老张名下的一克金子划归老李名下，二狗子拿出账本，看看老张名下是否有一克金子，如果有 就在老账的名下减掉一克，在老李的名下加上一克，这样就完成了支付，此时老李在电话中听到二狗子确认转账完成，就可以放心让老张把羊牵走了。此时比特村进入了中央系统虚拟货币时代。每个村民都不需要用实物支付，支付过程变成了二狗子那边维护的账本上数字的变更。分布式虚拟货币这新上任的二狗子是聪明，不过这人有时候是聪明反被聪明误。有一天二狗子盯着这账本，心想这全村各户谁有多少钱就是我说的算，那我岂不是……。于是他头脑一热，私自从老张帐下划了十克金子到自己名下。本以为天衣无缝，但没想到老张也有记账的习惯，有一天他正要付钱却被二狗子告知账户没钱了。老账核对了一下自己的账本，命名还有十克啊，于是拿着账本去找二狗子理论，这一核对发现了那笔未经老张同意的转账。东窗事发！比特村炸开锅了。二狗子被弹劾是不可避免了，不过通过这件事，大家发现了账本集中在一个人手里的弊端：这个体系完全依赖于账本持有人的个人信用，如果这个人不守规矩，随意篡改账本，那么整个货币系统就会崩溃如果这个人家里失火或者账本失窃，同样也会为整个体系带来毁灭性的打击正当人们不知所措时，村里一个叫中本聪的宅男科学家走上了台，告诉大家他已经设计了一套不依赖任何中央处理人的叫比特币的虚拟货币系统，可以解决上述问题。然后他缓缓讲述了自己的方案。下面我们就来看看中本聪同学是如何设计这套系统的。基础设施搭建账簿公开机制中本聪首先说明，要对现有账簿进行如下改造：账簿上不再记载每户村民的余额，而只记载每一笔交易。即记载每一笔交易的付款人、收款人和付款金额。只要账簿的初始状态确定，每一笔交易记录可靠并有时序，当前每个人持有多少钱是可以推算出来的。账簿由私有改为公开，只要任何村民需要，都可以获得当前完整的账簿，账簿上记录了从账簿创建开始到当前所有的交易记录。此言一出，下面立刻炸锅了。第一条还无所谓，但是第二条简直无法接受，因为账簿可是记录了所有村民的交易，这样大家的隐私不全暴露了吗。中本聪倒是不慌不忙，拿出了一对奇怪的东西。身份与签名机制（公钥加密系统）中本聪说，大家不要慌。在他的这套机制下，任何人都不使用真实身份交易，而是使用一个唯一的代号交易。他展示了手里神奇的东西，说这两件东西分别叫保密印章和印章扫描器。后面他会给村里每一户发一个保密印章和一个印章扫描器。两者的作用如下：保密印章可以在纸上盖一个章，每个印章盖出的章都隐含了一个全村唯一的一串字符，但是凭肉眼是看不出来的。也无法通过观察来制造出相应的印章印章扫描器可以扫描某个已经盖好的章，读出隐含的信息，并在液晶屏上显示出一串字符有了这两个神奇的东西，大家就可以在不暴露真实身份的情况下进行交易了，而印章隐含的那一串字符就是这户人家的代号。具体如何巧妙利用保密印章和印章扫描器进行交易，会在下文详述。成立虚拟矿工组织（挖矿群体）下一步，中本聪面向全村招募虚拟矿工，招募要求如下：矿工以组为单位，一组可以是单独的一户，也可以是几户联合为一组成为矿工不影响正常使用货币矿工每天要花费一定时间从事比特币“挖矿”活动，但是不同于挖金矿，虚拟矿工不需要拿着工具去野外作业，在家里就可以完成工作矿工有一定可能性获得报酬，在挖矿活动中付出的努力越多，获得报酬的可能性越大矿工可以随时退出，也可以随时有新的矿工加进来很快，大约有五分之一的村民加入比特币矿工组织，共分成了7个组。建立初始账簿（创世块）下面，中本聪宣布，先根据二狗子手里的账簿，把抵押的所有黄金按账簿记录的余额退还给每位村民，然后彻底销毁这本账簿。然后，中本聪拿出一本新账簿，在账簿的第一页上记录了一些交易记录，特别的是，这些记录的付款人一栏全都是“系统”，而收款人分别是每个印章对应的 隐含字符，代表初始时刻，系统为每一户默认分配了一定数量比特币，但是数量非常少，都只有几枚，甚至有些不幸的村户没有获得比特币。接着中本聪说，由于目前市面上比特币非常少，大家可以先回到用黄金做货币的时代，由于我不是村长，我也没有权利强迫大家一定要承认比特币，大家可以自行决定要不要接受比特币。不过随着比特币的流动和矿工的活动，比特币会慢慢多起来。支付与交易做了这么多铺垫，终于说到重点了，下面说一下在这样一个体系下如何完成支付。以老张付给老李10个比特币为例。付款人签署交易单为了支付10个比特币，老张首先要询问老李的标识字符串，例如是“ABCDEFG”，同时老张也有一个标识字符串例如是“HIJKLMN”，然后老 张写一张单子，内容为“HILKLMN支付10比特币给ABCDEFG”，然后用自己的保密印章改一个章，将这张单子交给老李。另外为了便于追溯这笔钱的 来源，还要在单子里注明这笔钱的来源记在哪一页，例如这个单子里，老张的10比特币来自建立账簿时系统的赠送，记录在账簿第一页。收款人确认单据签署人老李拿到这个单子后，需要确认这个单子确实是来自“HIJKLMN”这个人（也就是老张）签署的，这个并不困难。因为单子上必须有保密章，老李拿出 印章扫描器，扫一下章，如果液晶屏显示出的字符和付款人字符是一致的（这里是“HIJKLMN”），就可以确认单子确实是付款人签署的。这是因为根据保密 印章的机制，没有其他人可以伪造印章，任何一个人只要扫描一下印章，都可以确认单子的付款人和盖章人是否一致。收款人确认付款人余额这个系统到目前还是很有问题。通过保密印章，收款人虽然可以确认付款人确实签署了这份单子，但是无法自行确认付款人是否有足够的余额支付。之前的中 央虚拟货币系统中，二狗子负责检查付款人的余额，并通知收款人交易是否有效，现在把二狗子开了，谁来负责记账和确认每笔交易的有效性呢？之前说过，中本聪设计的这个系统是分布式货币系统，不依赖任何中央人物，所以不会有一个或少数几个人负责这件事，最终承担这份工作的是之前所提到的矿工组织。老张、老李和全村其他任何使用比特币进行交易的村民都依赖矿工组织的工作才能完成交易。矿工的工作矿工的工作是整个系统的核心，也是最复杂性最高的地方。下面逐步介绍矿工的工作内容和目的。矿工的工具俗话说，工欲善其事，必先利其器。比特币矿工虽然不用铁撅、铁锨和探照灯等工具，不过也要有一些必备的东西。初始账簿。每个组首先自己复制一份初始账簿，初始账簿只有一页，记录了系统的第一次赠送 空账簿纸。每个小组有若干账簿纸，每一页纸上仅有账簿结构，没有填内容，具体内容的书写规则后面讲述。下面是一张空账簿纸的样子，各个字段的意义后面会说到。编码生成器（哈希函数）。中本聪又向矿工组织的每个组分发了若干编码生成器，这个东西很神奇，将一页账簿填好内容的账簿纸放入这个机器，机器会在账簿纸的“本账单编号”一栏自动打印一串由“0”和“1”组成的编号，共256个。最神奇的是，编号生成器有如下功能：生成的编号仅与账簿纸上填入的内容有关，与填写人、字体、填写时间等因素均无关内容相同的账簿纸生成的编号总是相同，但是如果内容哪怕只改一个字符，编号就会面目全非编码生成器在打印编码时还需要将所有填入账簿纸的交易单放入，机器会扫描交易单和填入交易单的一致性，尤其是保密印章，如果发现保密印章和付款人不一致，会拒绝打印编码将一张已打印的账簿纸放入，机器会判定编号是否是有效的机器打印，并且判定编号和内容是否一致，这个编号无法伪造交易单收件箱。每个矿工小组需要在门口挂一个箱子用于收集交易单。 公告板。每个矿工小组同样需要一个公告板公示一些信息。有了上面的工具，矿工组织就可以开工了！收集交易单中本聪规定，每笔交易的发起人，不但要将交易单给到收款人，还要同时复制若干份一模一样的交易单投递到每个矿工小组的收件箱里。矿工小组的人定期到自己的收件箱里把收集到的交易单一并取出来。填写账簿此时小组的人拿出一张空的账簿纸，把这些交易填写到“交易清单”一栏，同时找到当前账簿最后一页，将最后一页的编号抄写到“上一张账单编号一栏”。 注意还有个“幸运数字”，可以随便填上一个数字，如12345。然后，将这样账簿纸放入编号生成器，打印好编号，一张账簿就算完成了。如果你以为矿工的工作就这么简单，那就大错特错了，中本聪有个变态的规定：只有编号的前10个数均为0，这页账簿纸才算有效。根据之前对编号生成器的描述，要修改编号，只能修改账簿纸的内容，而“交易清单”和“上一张账簿纸编号”是不能随便改的，那么只能改幸运数字了。于 是为了生成有效的账簿纸，小组里的矿工就不断抄写账簿纸，但每张纸的幸运数字都不同，然后不断的重复将纸放入编码器，如果生成的编号不符合规定，这张纸就 算废了，重复这个过程直到生成一串有效的编号。我们知道，如果编号的每一个数字都是随机的，那么平均写1000多张幸运数字不同的纸才能获得一个有效的编号。这就奇怪了，这些矿工为什么要拼命干这看似无意义的事情呢？还记得之前说过矿工有报酬吧，这就是矿工的动力了。中本聪规定：每一张账簿纸的交易清单 第一条交易为“系统给这个小组支付50个比特币”。也就是说，如果你生成了一张有意义的账簿纸，并且被所有挖矿小组接受了，那么就意味着这条交易也被接受 了，你的挖矿小组获得了50个比特币。这就是矿工被叫做矿工的原因，也是为什么之前说随着交易和矿工的活动，比特币的数量会不断增多。例如下面是一个挖矿过程，这个小组的公共比特币帐号为“UVWXYZ”。在幸运数字尝试到“533”时，系统生成了一页有效账簿。确认账簿当某挖矿小组幸运的生成了一张有意义的账簿，为了得到奖励，必须立刻请其它小组确认自己的工作。前面说过，当前村里有7个挖矿组，所以这个小组必须将有效账簿纸誊抄6份快马加鞭送到其他6个小组请求确认。中本聪规定，当某个小组接到其他小组送来的账簿纸时，必须立即停下手里的挖矿工作进行账簿确认。需要确认的信息有三个：账簿的编号有效账簿的前一页账簿有效交易清单有效首先看第一个，这个确认比较简单。只要将送来的账簿纸放入编码生成器进行验证，如果验证通过，则编号有效。第二部分需要将账簿页上的“上一页账簿纸编号”和这个小组目前保存的有效账簿最后一页编号比对，如果相同则确认，如果不同，需要顺着已有账簿向前比对，直到找到这个编号的页。如果没有找到指定的“上一页账簿纸编号”对应的页，这个小组会将此页丢掉。不予确认。注意，由上面的机制可以保证，如果各个小组手里的账簿纸是相同的，那么他们都能按同样的顺序装订成相同的账簿。因为后面一张纸的编号总是依赖前面的 纸的编号，编码生成器的机制保证了所有合法账簿纸的相对先后顺序在每个小组那里都是相同的（可能会有分支，但不会出现环，后面细讲）。最后是如何确认交易清单有效，其实也就是要确认当前每笔交易的付款人有足够的余额支付这笔钱。由于交易信息里包含这笔钱是如何来的，还包含了记录来 源交易的账单编号。例如，HIJKLMN要给ABCDEFG10个比特币，并注明了这10个比特币来自之前OPQRST支付给HIJKLMN的一笔交易， 确认时首先要确认之前这笔交易是否存在，同时还要检查HIJKLMN在这之前没有将这10个比特币支付给别人。这一切确认后，这笔交易有效性就被确认了。其中第一笔是系统奖励给生成这页账簿的小组的50个，这笔交易大家都默认承认，后面的只要按照上述方法追溯，就可以确认HIJKLMN是否当前真有10个比特币支付给ABCDEFG。如果完成了所有了上述验证并全部通过，这个小组就认可了上述账簿纸有效，然后将这张账簿纸并入小组的主账簿，舍弃目前正在进行的工作，后面的挖矿工作会基于这本更新后的主账本进行。账簿确认反馈对于挖矿小组来说，当账簿纸送出去后，如果后面有收到其他小组送来的账簿纸，其“上一页账簿纸编号”为自己之前送出去的账簿纸，那么就表示他们的工作成功被其他小组认可了，因为已经有小组基于他们的账簿纸继续工作了。此时，可以粗略的说可以认为已经得到了50个比特币。另外，任何一个小组当新生成有效账簿纸或确认了别的小组的账簿纸时，就将最新被这个小组承认的交易写到公告牌上，那么收款人只要发现相关交易被各个小组认可了，基本就可以认为这笔钱已经到了自己的账上，后面他就可以在付款时将钱的来源指向这笔交易了。以上就是整个比特币的支付体系。下面我们来分析一下，这个体系为什么可以工作下去，以及这个体系可能面临的风险。工作机制分析虽然上面阐述了比特币的基本运作规则，但是村民们还是有不少疑问。所以中本聪同学专门开了个答疑会，解答常见问题。下面总结一下村民最集中关心的问题。核心问题答疑如果同时收到两份合法的账簿页怎么办？注意在上面的运行机制中，各个挖矿小组是并行工作的，因此完全可能出现这样的情况：某小组收到两份不一样的账簿页，它们都基于当前这个小组的主账簿的最后一页，并且内容也都完全合法，怎么办？关于这个问题，中本聪同学说，小组不应该以线性方式组织账簿，而应该以树状组织账簿，任何时刻，都以当前最长分支作为主账簿，但是保留其它分支。举个例子，某小组同时收到A、B两份账簿页，经核算都是合法的，此时小组应该将两页以分叉的形式组织起来，如下图所示：黑色表示当前账簿主干。此时，可以随便选择一个页作为当前主分支，例如选择A：此时如果有一个新的账簿页是基于A的，那么这个主干就延续下去：如果这个主干一直这么延续下去，表示大家基本都以A为主干，B就会被遗忘。但是也有可能忽然B变成更长了：那么我们就需要将B分支作为当前主干，基于这个分支进行后续工作。从局部来看，虽然在某一时刻各个小组的账簿主干可能存在不一致，但大方向是一致的，那些偶尔由于不同步产生的小分支，会很快被淹没在历史中。如果挖矿小组有人伪造账簿怎么办关于这个问题，中本聪同学说，只要挖矿组织中大多数人是诚实的，这个系统就可靠，具体分几个方面给予答复。首先，基于保密印章机制，没有人能伪造他人身份进行付款，因为编码生成器在打印编码时会核对所有交易单的保密印章，印章和付款人不一致会拒绝打印。而且诚实的矿工也不会承认不合法的交易（如某笔交易付款方余额不够）。所以只有一种可能的攻击行为，即在收款人确认收款后，从另一条分支上建立另外的交易单，取消之前的付款，而将同一笔钱再次付款给另一个人（即所谓的double-spending问题）。下面同样用一个例子说明这个问题。先假设有一个攻击者拥有10个比特币，他准备将这笔钱同时支付给两名受害者A和B，并都得到承认。第一步，攻击者准备从受害者A手里买10比特币的黄金，他签署交易单给受害者A，转10个比特币给受害者A。第二步，这笔交易在最新的账簿页中被确认，并被各个挖矿小组公告出来。受害人A看到公告，确认比特币到账，给了攻击者10个比特币等值的黄金。第三步，攻击者找到账簿，从包含刚才交易的账簿页的前一页做出一个分支，生成更多的账单页，超过刚才的分支。由于此时刚才攻击者制造的分支变成了主干分支，而包含受害者A得到钱的分支变成了旁支，因此挖矿组织不再承认刚才的转账，受害者A得到的10比特币被取消了。第四步，攻击者可以再次签署交易单，将同一笔钱支付给受害者B。受害者B确认钱到账后，支付给攻击者等值黄金。至此，攻击者将10个比特币花了两次，从两名受害者那里各购得等值黄金。攻击者还可以如法炮制，取消与受害者B的转账，将同一笔钱再支付给其他人。。。。。。关于这种攻击，中本聪给出的解决方案是，建议收款人不要在公告挂出时立即确认交易完成，而是应该再看一段时间，等待各个挖矿小组再挂出6张确认账簿，并且之前的账簿没有被取消，才确认钱已到账。中本聪解释道，之前设定变态的编号规则，正是为了防御这一点。根据前面所述，生成有效账簿页不是那么简单的，要花费大量的人力反复试不同的幸运数 字，而且过程完全是碰运气。如果某账簿页包含你收到钱的确认，并且在后面又延续了6个，那么攻击者想要在落后6页的情况下从另一个分支赶超当前主分支是非 常困难的，除非攻击者拥有非常多的人力，超过其他所有诚实矿工的人力之和。而且，如果攻击者有如此多人力，与其花这么大力气搞这种攻击，还不如做良民挖矿来的收益大。这就从动机上杜绝了攻击的形成。比特币会一直增加下去，岂不是会严重通货膨胀中本聪说，这一点我也想到了。前面忘了说了，我给矿工组织的操作细则手册会说明，刚开始我们协议每生成一页账簿，奖励小组50个比特币，后面，每当 账簿增加21,000页，奖励就减半，例如当达到210,000页后，每生成一页账簿奖励25个比特币，420,000页后，每生成一页奖励12.5个， 依次类推，等账簿达到6,930,000页后，新生成账簿页就没有奖励了。此时比特币全量约为21,000,000个，这就是比特币的总量，所以不会无限 增加下去。没有奖励后，就没人做矿工了，岂不是没人帮忙确认交易了到时，矿工的收益会由挖矿所得变为收取手续费。例如，你在转账时可以指定其中1%作为手续费支付给生成账簿页的小组，各个小组会挑选手续费高的交易单优先确认。矿工如果越来越多，比特币生成速度会变快吗不会。中本聪解释，虽然可以任意加入和退出矿工组织，导致矿工人数变化，每个矿工也会拿到一个编码生成器，不过我已经在编码生成器中加入了调控机制，当前工作的编码生成器越多，每个机器的效率就越低，保证新账簿页生成速率不变。虽然每个人的代号是匿名的，但如果泄露了某个人的代号，账簿又是公开的，岂不是他的所有账目都查出来了确实是这样的。例如你要和某人交易，必然要要到他的代号才能填写交易单。因为收款人一栏要填入那人的代号。不过中本聪说可以提供无限制的保密印章，建议每一次交易用不同的保密印章，这样查账簿就追查不到同一个人的所有账目了。答疑完毕。说明本文用通俗比喻的方式讲解了比特币的运行机制。有几点需要说明：为了便于理解，我做了很多简化，因此有些机制细节和实际的比特币可能不完全相同。但总体思想和关键原理是一致的。由于很多计算机世界的东西（如公钥体系、网络传输）在现实世界中并没有特别好的对等物，所以故事里难免有一些生硬和不合常理的细节。本文描述的是比特币网络本身的技术原理和运作机制，当在如Mtgox这种买卖市场中进行比特币交易时，市场做了中间代理，并不遵从上述机制。编辑于 2018-01-22 19:01​赞同 2605​​157 条评论​分享​收藏​喜欢收起​Leaf​ 关注秒懂比特币挖矿： 1.我手上现在有一张面值100元的人名币。（比特币）2.谁关注公众号我就给谁。3.但是需要在评论里面猜出这张钱的编号才行。（挖矿，随机填充数值求解）自己想尽办法猜，猜中得100元全款——个人挖矿出钱召集一些人来一起猜——矿场召集认识不认识的人一起来猜，通过猜测的次数，按比例分配这100元——矿池以上是一个简单的类比例子，当然，你们关注并猜出了我兜里100块钱的编号，我保证给你。那么，比特币挖矿到底是怎么回事呢？回顾张三李四转账过程 找出问题在之前，我们用在一个偏僻的小村张三和李四转账的例子简单解释了什么是比特币。没看过的可以看下：【白话币圈】什么是比特币？这可能是最通俗易懂的答案了我们来简单回顾一下：当张三想要通过A账号转账1000元给李四的B账号时：① 张三大吼一声：大家注意啦，我用A账号给李四的B账号转1000块钱。② 张三附近的村民听了确实是张三的声音，并且检查张三的A账号是否有足够余额。③ 检查通过后，村民往自己的账本上写：A账号向B账号转账1000元，并修改余额：A账号余额=3000-1000=2000元，B账号余额=2000+1000=3000元。④ 张三附近的村民把转账告诉较远村民，一传十十传百，直到所有人都知道这笔转账，以此保证所有人账本的一致性。聪明如你一定发现了，在步骤② 如果张三吼了一声，附近村民假装没听到，都不去核实记账，那么这个系统不就停止工作了吗？为解决这个问题，村里商讨后决定，谁第一个确认是张三的声音的会获得500元。于是大家都竖起耳朵，时刻监听村里的每一个动静，真可谓草木皆兵。评论区有人问，这500元是哪儿来的？我这里也简答讲一下。1.比特币平均差不多每10分钟产生一个区块，这个区块能打包的交易数量是有限的，我们就算800笔吧。但是呢，旷工不会平白无故给你打包交易到并广播，所以需要收取手续费。而且，由于交易的人很多，先打包谁的交易也取决于手续费的高低。所以你可以看到，现在比特币火热了，手续费水涨船高。2.我们都知道比特币总量2100万个，发币机制是逐年递减。当旷工第一个成功打包这个区块并广播，并且是最长的链的话，那么他还会获得奖励，目前只有12.5个比特币。最开始是50个，已经衰减2次了。这里当然还有小问题，比如为什么要最长链，怎么确定是最长链，哪些链会被抛弃？如果大家有兴趣再深入说说。以上就是旷工的奖励。2017/12/8更新。在比特币的世界里，大约平均每10分钟会产生一个区块。所有的挖矿计算机都在尝试打包这个区块并提交，而第一个成功生成这个数据块的人，就可以得到一笔比特币报酬。最初，大约每10分钟就可以产生50个比特币的比特币报酬。但是该报酬每4年减半，现在每10分钟比特币网络就可以产生25个比特币。好了，接着上面的故事讲，张三这一吼，惊动了全村的人，大家都纷纷表示自己是第一个听到张三声音的人。这500块钱该给谁呢？于是村里又商讨出新的规定，需要有证据证明这是张三的声音。张三在喊的这一声里带有特定的声波数据，谁先破解出来就给谁。在比特币世界里，这是就是一个新的概念，共识机制。比特币是通过工作量证明的共识机制来决定记账权的，通俗来讲，谁证明了自己的工作量最大，谁就负责记账。工作量大小是通过计算符合某一个标准的比特币区块头的哈希散列值来体现的。区块头通常包含前一个区块的哈希散列值、Merkle根、时间戳、难度目标、以及一个填充的随机值。试图争夺记账权的节点称为挖矿节点，挖矿过程就是求出一个能够填充本区块头的随机值，让区块头的哈希散列值符合某一个标准。咱们接着故事讲，海归村民王二麻子凭借高超的计算能力，成功第一个匹配了张三的声波数据，然后他笑嘻嘻地向全村人广播自己破解成功。村民验证后，王二麻子如愿拿到了500元奖励金，李四也成功收到了张三的转账。网络上的每一个矿机接收并验证了一批交易，然后就开始进行挖矿，矿机需要反复的试验随机填充值来进行求解，一般采用产生随机数，尝试把产生的随机数填充到区块头，然后计算哈希。如果计算成功，则挖矿成功，向全网广播挖矿所得，全网节点验证后，把这个区块连接到区块的最上端，并且在全网达成一致。故事还在继续，王二麻子拿到这500元后就想：一个人的计算能力有限，我下次也非常可能不是第一个计算出来。若我改进算法，制造专门匹配这种声波数据的机器，然后卖机器岂不是能大赚一笔？于是就哼哧哼哧的专研去了，并在不久后面世。（专业矿机）村民蜡笔小明买了一台专业机器，觉得不错。于是大量采购，并找到一个电费低廉的场地，也请了专人人员来维护。于是，蜡笔小明便每天便看着一笔笔的500元进账。（矿场）村民张小凡也采购了一些机器，可是机器不多，能破解并拿到这500奖励的几率并不大。于是他创建了一个平台，所有有计算能力的人都可以参与进来。若得到奖励，则按每个人的计算力高低分配奖金。（矿池）好了，村民的故事差不多就到这里结束了，现在回过头来看文章开始的例子是不是特别形象？你们可以猜猜谁可能挖矿的最大算力。风险与受益其实，最初的时候，我们用电脑CPU就可以挖到比特币，比特币的创始人中本聪就是用他的电脑CPU挖出了世界上第一个创世区块。当然，现在也可以用家用电脑的CPU、GPU挖矿，只是收益非常低了。CPU挖矿的时代早已过去，GPU挖矿也早已不是主流，现在的比特币挖矿是ASIC挖矿和大规模集群挖矿的时代。回顾挖矿历史，比特币挖矿总共经历了以下五个时代：CPU挖矿→GPU挖矿→FPGA挖矿→ASIC挖矿→大规模集群挖矿 挖矿芯片更新换代的同时，带来的挖矿速度的变化是：CPU（20MHash/s）→GPU（400MHash/s）→FPGA（25GHash/s）→ASIC（3.5THash/s）→大规模集群挖矿（3.5THash/s*X）算力就是计算机每秒产生哈希碰撞的能力，算力越高，挖到比特币的概率越大，挖得比特币也就越多，回报越高。然而挖矿的受益并不是稳定且有保障的，电费将成为持续挖矿最大的成本之一，所以，有廉价电力的地方便成了旷工的最爱。挖矿的风险不仅于此，16年7月开始，比特币网络发行比特币数量就减半了，即每10分钟，每个区块只包含12.5个比特币，意味着相同算力挖出的比特币也会相应减少。但另一方面，币价也有上升可能。同时还伴随着断电、机器维护折旧等风险。最后，给大加介绍一种0风险赚钱的方法：猜出我兜里100元人民币的编号。哈哈。/逃跑...简单回答评论中 @诺pro 的一些疑问，估计也是很多人的疑问：1.目前比特币全部账本信息能很好的保存在一台普通的电脑上，这也是Core他们坚持不扩容的原因之一。另外根据摩尔定律，就算小扩容其实影响不大。2.仅仅降低交易费那么旷工没有动力，交易将更拥堵。当然这里有目前比较认可的取代方案POS。上面说的是挖矿是工作量证明即POW（Proof of Work），而POS的全称Proof of Stake，即股权证明。简单来说，就是一个根据你持有货币的量和时间，给你发利息的一个制度，有利于刺激全部用户参与，更去中心化。3.比特币等加密货币是匿名的，虽然你能看到纪录，但是你不知道是谁，同样你可以有多个匿名账户，中心化的你确定你能保密部分信息？4.不知道你这数据哪里来的，确实现在交易量少，原因很多，有支付场景弱，币价太高，大多数人持币待涨等多种因素。突然想到另一个因素，目前大量的币集中在交易所，很多交易所实际上是虚拟交易，当你要提币的时候才是真实交易，这样也大幅降低了真实交易量。2017/12/20更新公众号“对韭当割”，欢迎关注和交流。部分资料参考至@徐晓聪 @小龟 在本问题中的回答编辑于 2018-06-26 10:59​赞同 1197​​378 条评论​分享​收藏​喜欢

详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本 - 知乎

详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本 - 知乎切换模式写文章登录/注册详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本S-Maruko从入门到精通，看我就够了！​​ 比特币挖矿就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。　　相信很多人都听说过比特币挖矿的说法，不知道有多少人真正理解这个概念。在矿产领域，挖矿的概念其实很容易理解，就是从富含某种矿物质的矿石中提炼出矿物质的过程，而所谓的矿工就是那些头戴安全头盔，从事提炼矿物质的工人，他们的形象在我们的脑海中恐怕一点也不陌生。　　比特币世界的挖矿和矿产领域的挖矿还是有很多相似之处的，都是在挖掘有价值的资产，都需要花费一定的代价，都能给挖矿的人带来一定的收益。矿产领域的挖矿可以得到相对稀缺的矿产资源，同时要付出体力和承担安全风险的代价;而比特币的挖矿可以得到比特币奖励，同时要付出计算机算力的代价。　　矿产领域的矿工是靠大型的机械设备，而比特币世界里的矿工是靠专业的计算机设备，伴随着激烈竞争，比特币的挖矿设备从最开始的普通计算机，到现在的越来越专业的挖矿设备。　　不过比特币世界的挖矿和矿产领域的挖矿也还是有很多不同的，比特币世界的挖矿还是发行新比特币的唯一方式，同时也是在去中心化的网络中保证民主和竞争的重要手段，但是它也不是一点坏处都没有，比如浪费了大量的计算机算力和电力。至于为什么会这么说，看完接下来的文字我想你就会明白了。　　文章导读：​　　1.什么是挖矿​　　2.如何证明谁的工作量最多​　　3.什么是工作量证明(POW)​　　4.挖矿是一场接力赛​　　5.小结　　1. 什么是挖矿　　如果还不了解区块链的话，可以参考不懂技术?老司机带你轻松理解区块链知识，比特币的网络中传播着大量的交易信息，既然没有中心化的统一服务，那么谁来确认这些交易的合法性，以及达成统一的共识呢?我们可以想想中心化服务的支付宝是如何解决这两个问题的，支付宝其实是买卖双方的中间担保，它负责确认每一笔交易是否合法，并且等双方在线下的交易没有问题时，才将资金转给卖方，这就保证了不会出现某一方作弊或者不认账的问题。　　但是比特币网络中没有像支付宝这样的担保角色，那么它是如何做到交易的正常进行的呢?其实答案也很简单，就是由网络中的所有全节点共同决定这份交易是否合法，通过共同维护同一份帐薄来确保交易不会违约和篡改。　　这就如同有10个人共同见证了两个人的交易，并一起确认这笔交易的合法性，同时每个人都维护了一份账本，这笔交易会记录到每个人各自维护的同一套账本上，如果有人要违约或篡改交易数据，他需要同时改掉至少6个人的账本(少数服从多数)。否则如果只改自己的那一份账本，别人很容易就看出他的作弊行为，想想掩耳盗铃的故事应该就能明白了。　　说回到比特币世界的挖矿，挖矿就是比特币世界里的矿工确认每一笔交易是否合法(关于如何确认交易合法，可以参考一文看懂比特币交易的全过程)，并将合法的交易写入到统一的公共帐薄上，同时会获得一定的新比特币和交易费的奖励的过程。奖励是为了鼓励更多的矿工加入进来，确保不会出现某一个节点独断专权的情况，至于奖励给哪一个矿工，这就要看谁的工作量更多了，在比特币的世界里，是靠共同解决某一个数学问题来证明工作量的多少。　　这就如同在竞争激励的市场经济中，每个公司都会拼尽全力提供更好的服务和产品才能生存下去，这样就不太容易产生垄断和腐败，而竞争的结果促进了资源的有效配置，社会的整体财富就会不断增长，最终所有人都会受益，当然受益最大的还是对社会贡献最大的企业家。　　而在计划经济下，所有的生产安排和资源分配，都掌握在少数人手中，权力的过度集中必然会导致腐败，也不利于资源的合理配置，长远来看，只能是绝大大多数人普遍赤贫，而受益最大的往往是掌握更多资源的人。想想改革开放前后的中国，就能明白计划经济和市场经济的不同效果了。　　总结一下，挖矿就是矿工为了得到新发行的比特币和交易费的奖励，主动去确认交易是否合法，并将合法的交易写入共同维护的帐薄中的过程。而奖励是为了确保矿工有更多的积极性，避免权力集中在少数人手中，同时奖励也是比特币发行的唯一方式。　2. 如何证明谁的工作量更多　　刚才提到了挖矿的奖励会给工作量最多的那个人，那么如何证明谁的工作量最多呢。其实也很简单，就是大家共同去解同一道数学题，这道数学题需要一定的计算量才能做出来，而率先得到答案的矿工就是最终的胜出者，分享最终的奖励。　　相信大家以前都玩过数独游戏(没玩过的同学请自行搜索游戏规则)，简单来说就是每一行与每一列必须出现1～9的数字，每个小九宫格内也必须有1～9的数字，并且每个数字在每行、每列和每个小九宫格里出现且仅能出现一次。游戏刚开始只会给出有限的几个位置上的数字，其他的位置都需要计算分析才能得出来正确的数字。​　　由这张游戏图可以看出，想要计算分析出每一个位置上的数字，还是需要花费不少力气的，但是填完之后来验证是否正确就简单很多，看一下横排、竖排以及小九宫格是否没有重复的数字即可。　　而比特币挖矿的数学题也有这样的特性，就是计算起来很费事，但是验证起来却很简单。当然了，挖矿的数学题不是求解一道数独题目，而是计算一道概率题。　　先举一个简单的掷骰子游戏，假如说有两个骰子，如果我说掷出一个骰子之和小于等于12的组合，你肯定会说这还不简单，随便掷，任一个组合都肯定小于等于12，一点难度都没有。好，那假如我把条件设为小于等于8呢，可能就不是每次都能掷出来了，它的概率是0.72;如果我再把条件设小呢，如果是4呢，那么掷出来的可能性就会进一步减小，概率为0.11。(这里默认大家都会计算概率，如果不懂的话，只需要知道概率在不断减小就可以，想想现实的场景，这点应该不难理解)3. 什么是工作量证明(POW)　　理解了掷骰子游戏，再来介绍挖矿的工作量证明(POW Proof-Of-Work)算法就很简单了，在之前一篇介绍区块链的文章不懂技术?老司机带你轻松理解区块链知识中，曾经提到过区块的数据结构，当时提到了两个数据是和挖矿相关的，当时没有详细说明，现在就可以拿出来分析了。　　这里的难度目标和Nonce就是和挖矿相关的参数，我们都知道比特币网络平均每10分钟产生新的比特币，也就是说挖矿的平均时间为10分钟，也许你会问怎么确保刚好是10分钟呢。其实答案很简单，就是控制数学题目的难度，假如某个人的解题速度在不断提升，那么我只要提高题目难度，就可以保证他解答的时间大致衡定。　　在比特币世界中，解题速度和计算机的算力有直接的关系，想想今天的一台计算机和20年前的一台计算机去解同一道复杂的数学题，谁先计算出来，我想你肯定也认同是今天的计算机率先求出答案。如果我告诉你，谁先解出答案，就给谁丰厚的奖励，大家肯定会拼命提高计算机的性能，这也是全球各个矿工在不断提高算力的原因，因为大家都想快速解出答案，以获得奖励。　　说回到难度目标和Nonce两个参数，挖矿的题目是这样的，每一个区块头都有唯一的哈希值，我现在要求你在这个哈希值后面添加一个随机数字(一般是从零开始递增)，然后再去计算这个结果的哈希值，直到求出来的哈希值小于某一个数字，而这个数字是由一个常数除以上面的难度目标得出来的。　　如果你理解了上面的掷骰子游戏应该能看懂这道题目，其实就是通过不同的数字不断地计算哈希值，直到答案小于某一个目标数字，这个目标数字越小，难度就越大，跟上面的骰子一样，结果越小，掷出来的概率就越小。而这个目标数字是由难度目标决定的，难度目标数字越大，除出来得到的目标数字就越小。　　Nonce计数器主要是统计总共计算了多少次，就如同掷骰子一样，虽然可以一把掷出要求的数字，但是多次平均下来，肯定是符合概率统计的，这样别的矿工就可以根据Nonce数字大小再一次印证这个矿工是否有作弊。　　至此你应该已经明白工作量证明算法的大致逻辑了吧，本质上就是在求一个概率题，谁先算出来就算谁赢，奖励就归谁。难度随着答题的速度会动态调整，而这个难度就是由上面的难度目标值决定，这样就能保证平均每10分钟完成一次挖矿。　　4. 挖矿是一场接力赛　　一旦一个矿工成功挖矿，根据数独游戏的逻辑，其他矿工很快就能验证是否成功，一旦验证通过就会将区块放入自己维护的区块链中，并赶紧投入到下一次的挖矿，不带有一丝一毫的犹豫。如此激烈的竞争伴随的结果，就是每个矿工都不断提升自己的计算机性能，结果就是大家的挖矿设备都不断升级，以至于现在的矿场都是紧挨发电厂，用最先进的专用挖矿芯片。　　这里其实还有一个问题，就是假如说有两个矿工同时计算出结果怎么办?这个时候就会出现分叉，也就是说区块链的末端区块存在分歧了，其实这只会临时出现，并不会长久存在。原因是一旦其他矿工确认了本次挖矿成功，就会投入到下一次挖矿，如果其他矿工又挖矿成功了，这条区块链路就会比另一条区块链路多出一个区块，区块链中的原则就是只认最长的链路，所以另一个挖矿成功的矿工很快就会舍弃之前的区块，以最长的区块链为准。　　而奖励也是要得到大多数的矿工认可后才会有效，毕竟账本是所有的人一起维护的，只有大多数人的账本上认可你的挖矿结果才有效。所以临时的分叉并不会影响最终的奖励，其实10分钟的挖矿时间也是比特币之父“中本聪”对效率和共识的一种平衡。　　看到这里也许你就会明白，为什么会说挖矿浪费了很多算力和电力，因为胜出者往往只有一个，其他的矿工就相当于白忙活了，但是他们的计算机已经投入计算了，这笔算力和与之相对应的电力也就此浪费了。　　这恐怕就是为了维护民主化的代价，如果让中心化的节点去统一确认交易，并写入公共帐薄，那么很容易滋生出腐败，这也不符合中本聪一开始的去中心化的设计理念，但是靠挖矿决定输赢又会导致资源浪费，只能说任何事情都是有成本和代价的，只要收益大于成本，这件事就有做的价值，比特币现在的价格相比用于计算的电费还是划算得多。5. 小结　　关于比特币的挖矿到此就全部介绍完了，不知道你有没有看明白。总结一下就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。这种靠竞争来解决交易共识的问题，避免了单一节点垄断整个网络的风险，让整个网络形成了良性竞争的局面。　　当然随着全网算力的提高，篡改的难度就越来越大了，因为你要改至少51%的全节点的账本，这就要求你的算力至少是其他51%全节点的总和，这个难度现在已经大到无法想象的程度，而且即便能做到，为此付出的电费代价也会让篡改者掂量一下这么做是否划算。关于比特币的挖矿到此就全部介绍完了，不知道你有没有看明白。总结一下就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。这种靠竞争来解决交易共识的问题，避免了单一节点垄断整个网络的风险，让整个网络形成了良性竞争的局面。　　——The End——『声明：本文转载于公众号“扬帆沧海”』发布于 2021-05-13 13:48比特币 (Bitcoin)btc挖矿挖矿​赞同 39​​4 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

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详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本 - 知乎切换模式写文章登录/注册详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本S-Maruko从入门到精通，看我就够了！​​ 比特币挖矿就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。　　相信很多人都听说过比特币挖矿的说法，不知道有多少人真正理解这个概念。在矿产领域，挖矿的概念其实很容易理解，就是从富含某种矿物质的矿石中提炼出矿物质的过程，而所谓的矿工就是那些头戴安全头盔，从事提炼矿物质的工人，他们的形象在我们的脑海中恐怕一点也不陌生。　　比特币世界的挖矿和矿产领域的挖矿还是有很多相似之处的，都是在挖掘有价值的资产，都需要花费一定的代价，都能给挖矿的人带来一定的收益。矿产领域的挖矿可以得到相对稀缺的矿产资源，同时要付出体力和承担安全风险的代价;而比特币的挖矿可以得到比特币奖励，同时要付出计算机算力的代价。　　矿产领域的矿工是靠大型的机械设备，而比特币世界里的矿工是靠专业的计算机设备，伴随着激烈竞争，比特币的挖矿设备从最开始的普通计算机，到现在的越来越专业的挖矿设备。　　不过比特币世界的挖矿和矿产领域的挖矿也还是有很多不同的，比特币世界的挖矿还是发行新比特币的唯一方式，同时也是在去中心化的网络中保证民主和竞争的重要手段，但是它也不是一点坏处都没有，比如浪费了大量的计算机算力和电力。至于为什么会这么说，看完接下来的文字我想你就会明白了。　　文章导读：​　　1.什么是挖矿​　　2.如何证明谁的工作量最多​　　3.什么是工作量证明(POW)​　　4.挖矿是一场接力赛​　　5.小结　　1. 什么是挖矿　　如果还不了解区块链的话，可以参考不懂技术?老司机带你轻松理解区块链知识，比特币的网络中传播着大量的交易信息，既然没有中心化的统一服务，那么谁来确认这些交易的合法性，以及达成统一的共识呢?我们可以想想中心化服务的支付宝是如何解决这两个问题的，支付宝其实是买卖双方的中间担保，它负责确认每一笔交易是否合法，并且等双方在线下的交易没有问题时，才将资金转给卖方，这就保证了不会出现某一方作弊或者不认账的问题。　　但是比特币网络中没有像支付宝这样的担保角色，那么它是如何做到交易的正常进行的呢?其实答案也很简单，就是由网络中的所有全节点共同决定这份交易是否合法，通过共同维护同一份帐薄来确保交易不会违约和篡改。　　这就如同有10个人共同见证了两个人的交易，并一起确认这笔交易的合法性，同时每个人都维护了一份账本，这笔交易会记录到每个人各自维护的同一套账本上，如果有人要违约或篡改交易数据，他需要同时改掉至少6个人的账本(少数服从多数)。否则如果只改自己的那一份账本，别人很容易就看出他的作弊行为，想想掩耳盗铃的故事应该就能明白了。　　说回到比特币世界的挖矿，挖矿就是比特币世界里的矿工确认每一笔交易是否合法(关于如何确认交易合法，可以参考一文看懂比特币交易的全过程)，并将合法的交易写入到统一的公共帐薄上，同时会获得一定的新比特币和交易费的奖励的过程。奖励是为了鼓励更多的矿工加入进来，确保不会出现某一个节点独断专权的情况，至于奖励给哪一个矿工，这就要看谁的工作量更多了，在比特币的世界里，是靠共同解决某一个数学问题来证明工作量的多少。　　这就如同在竞争激励的市场经济中，每个公司都会拼尽全力提供更好的服务和产品才能生存下去，这样就不太容易产生垄断和腐败，而竞争的结果促进了资源的有效配置，社会的整体财富就会不断增长，最终所有人都会受益，当然受益最大的还是对社会贡献最大的企业家。　　而在计划经济下，所有的生产安排和资源分配，都掌握在少数人手中，权力的过度集中必然会导致腐败，也不利于资源的合理配置，长远来看，只能是绝大大多数人普遍赤贫，而受益最大的往往是掌握更多资源的人。想想改革开放前后的中国，就能明白计划经济和市场经济的不同效果了。　　总结一下，挖矿就是矿工为了得到新发行的比特币和交易费的奖励，主动去确认交易是否合法，并将合法的交易写入共同维护的帐薄中的过程。而奖励是为了确保矿工有更多的积极性，避免权力集中在少数人手中，同时奖励也是比特币发行的唯一方式。　2. 如何证明谁的工作量更多　　刚才提到了挖矿的奖励会给工作量最多的那个人，那么如何证明谁的工作量最多呢。其实也很简单，就是大家共同去解同一道数学题，这道数学题需要一定的计算量才能做出来，而率先得到答案的矿工就是最终的胜出者，分享最终的奖励。　　相信大家以前都玩过数独游戏(没玩过的同学请自行搜索游戏规则)，简单来说就是每一行与每一列必须出现1～9的数字，每个小九宫格内也必须有1～9的数字，并且每个数字在每行、每列和每个小九宫格里出现且仅能出现一次。游戏刚开始只会给出有限的几个位置上的数字，其他的位置都需要计算分析才能得出来正确的数字。​　　由这张游戏图可以看出，想要计算分析出每一个位置上的数字，还是需要花费不少力气的，但是填完之后来验证是否正确就简单很多，看一下横排、竖排以及小九宫格是否没有重复的数字即可。　　而比特币挖矿的数学题也有这样的特性，就是计算起来很费事，但是验证起来却很简单。当然了，挖矿的数学题不是求解一道数独题目，而是计算一道概率题。　　先举一个简单的掷骰子游戏，假如说有两个骰子，如果我说掷出一个骰子之和小于等于12的组合，你肯定会说这还不简单，随便掷，任一个组合都肯定小于等于12，一点难度都没有。好，那假如我把条件设为小于等于8呢，可能就不是每次都能掷出来了，它的概率是0.72;如果我再把条件设小呢，如果是4呢，那么掷出来的可能性就会进一步减小，概率为0.11。(这里默认大家都会计算概率，如果不懂的话，只需要知道概率在不断减小就可以，想想现实的场景，这点应该不难理解)3. 什么是工作量证明(POW)　　理解了掷骰子游戏，再来介绍挖矿的工作量证明(POW Proof-Of-Work)算法就很简单了，在之前一篇介绍区块链的文章不懂技术?老司机带你轻松理解区块链知识中，曾经提到过区块的数据结构，当时提到了两个数据是和挖矿相关的，当时没有详细说明，现在就可以拿出来分析了。　　这里的难度目标和Nonce就是和挖矿相关的参数，我们都知道比特币网络平均每10分钟产生新的比特币，也就是说挖矿的平均时间为10分钟，也许你会问怎么确保刚好是10分钟呢。其实答案很简单，就是控制数学题目的难度，假如某个人的解题速度在不断提升，那么我只要提高题目难度，就可以保证他解答的时间大致衡定。　　在比特币世界中，解题速度和计算机的算力有直接的关系，想想今天的一台计算机和20年前的一台计算机去解同一道复杂的数学题，谁先计算出来，我想你肯定也认同是今天的计算机率先求出答案。如果我告诉你，谁先解出答案，就给谁丰厚的奖励，大家肯定会拼命提高计算机的性能，这也是全球各个矿工在不断提高算力的原因，因为大家都想快速解出答案，以获得奖励。　　说回到难度目标和Nonce两个参数，挖矿的题目是这样的，每一个区块头都有唯一的哈希值，我现在要求你在这个哈希值后面添加一个随机数字(一般是从零开始递增)，然后再去计算这个结果的哈希值，直到求出来的哈希值小于某一个数字，而这个数字是由一个常数除以上面的难度目标得出来的。　　如果你理解了上面的掷骰子游戏应该能看懂这道题目，其实就是通过不同的数字不断地计算哈希值，直到答案小于某一个目标数字，这个目标数字越小，难度就越大，跟上面的骰子一样，结果越小，掷出来的概率就越小。而这个目标数字是由难度目标决定的，难度目标数字越大，除出来得到的目标数字就越小。　　Nonce计数器主要是统计总共计算了多少次，就如同掷骰子一样，虽然可以一把掷出要求的数字，但是多次平均下来，肯定是符合概率统计的，这样别的矿工就可以根据Nonce数字大小再一次印证这个矿工是否有作弊。　　至此你应该已经明白工作量证明算法的大致逻辑了吧，本质上就是在求一个概率题，谁先算出来就算谁赢，奖励就归谁。难度随着答题的速度会动态调整，而这个难度就是由上面的难度目标值决定，这样就能保证平均每10分钟完成一次挖矿。　　4. 挖矿是一场接力赛　　一旦一个矿工成功挖矿，根据数独游戏的逻辑，其他矿工很快就能验证是否成功，一旦验证通过就会将区块放入自己维护的区块链中，并赶紧投入到下一次的挖矿，不带有一丝一毫的犹豫。如此激烈的竞争伴随的结果，就是每个矿工都不断提升自己的计算机性能，结果就是大家的挖矿设备都不断升级，以至于现在的矿场都是紧挨发电厂，用最先进的专用挖矿芯片。　　这里其实还有一个问题，就是假如说有两个矿工同时计算出结果怎么办?这个时候就会出现分叉，也就是说区块链的末端区块存在分歧了，其实这只会临时出现，并不会长久存在。原因是一旦其他矿工确认了本次挖矿成功，就会投入到下一次挖矿，如果其他矿工又挖矿成功了，这条区块链路就会比另一条区块链路多出一个区块，区块链中的原则就是只认最长的链路，所以另一个挖矿成功的矿工很快就会舍弃之前的区块，以最长的区块链为准。　　而奖励也是要得到大多数的矿工认可后才会有效，毕竟账本是所有的人一起维护的，只有大多数人的账本上认可你的挖矿结果才有效。所以临时的分叉并不会影响最终的奖励，其实10分钟的挖矿时间也是比特币之父“中本聪”对效率和共识的一种平衡。　　看到这里也许你就会明白，为什么会说挖矿浪费了很多算力和电力，因为胜出者往往只有一个，其他的矿工就相当于白忙活了，但是他们的计算机已经投入计算了，这笔算力和与之相对应的电力也就此浪费了。　　这恐怕就是为了维护民主化的代价，如果让中心化的节点去统一确认交易，并写入公共帐薄，那么很容易滋生出腐败，这也不符合中本聪一开始的去中心化的设计理念，但是靠挖矿决定输赢又会导致资源浪费，只能说任何事情都是有成本和代价的，只要收益大于成本，这件事就有做的价值，比特币现在的价格相比用于计算的电费还是划算得多。5. 小结　　关于比特币的挖矿到此就全部介绍完了，不知道你有没有看明白。总结一下就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。这种靠竞争来解决交易共识的问题，避免了单一节点垄断整个网络的风险，让整个网络形成了良性竞争的局面。　　当然随着全网算力的提高，篡改的难度就越来越大了，因为你要改至少51%的全节点的账本，这就要求你的算力至少是其他51%全节点的总和，这个难度现在已经大到无法想象的程度，而且即便能做到，为此付出的电费代价也会让篡改者掂量一下这么做是否划算。关于比特币的挖矿到此就全部介绍完了，不知道你有没有看明白。总结一下就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。这种靠竞争来解决交易共识的问题，避免了单一节点垄断整个网络的风险，让整个网络形成了良性竞争的局面。　　——The End——『声明：本文转载于公众号“扬帆沧海”』发布于 2021-05-13 13:48比特币 (Bitcoin)btc挖矿挖矿​赞同 39​​4 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

比特币究竟是怎么挖出来的？看完秒懂 - 知乎

比特币究竟是怎么挖出来的？看完秒懂 - 知乎切换模式写文章登录/注册比特币究竟是怎么挖出来的？看完秒懂金牛谈财经近日随着挖矿导致显卡全球大范围断货，很多网友开始关注比特币，但对于比特币到底是何方神圣却知之甚少。网络上虽然有众多关于比特币的科普文章，但如果没有相关金融知识，也很难理解比特币的真实意义。所以今天笔者将尽量以最直白的文字为大家介绍比特币原理，以及比特币为什么会产生价值等问题，让大家更为直观的了这一“虚拟支付系统”。超级矿场1、比特币起源想完全了解比特币的起源，不得不提现有的金融体系。众所周知，货币本身是不存在价值的。起初人类采用以物易物的方式进行交易，但有诸多不便，很难换到自己所需要的物品。于是货币应运而生，通过货币这一中介，可以将不同物品按稀有程度进行定价，简化交易流程。虽然货币交易好处多多，但也有一个致命的缺点，那就是中心化。全世界现有货币100%是国家央行发行或者废除，普通人无法参与货币发行亦或者是央行帐目。如果央行不断的发行货币，将会将人们手中的货币不断稀释，降低货币购买力。这绝不是危言耸听，世界上一些国家已经发生过此类事件。比如津巴布韦，近年来政府大量超发货币导致津巴布韦经济接近崩溃，最后不得不将美元引入成为当地法定货币。现在津巴布韦经济学家们正在考虑比特币替代方案。比如印度,印度官方在2016年11月8日突然宣布，面额为500卢比（价值7美元）和1000卢比（价值15美元）的钞票9号凌晨废除，此举导致印度民众手中的85%财产瞬间变为废纸。为了解决此问题，比特币之父中本聪于2009年提出去中心化概念，也就是说将货币发行在开源软件以及建构其上的P2P网络，打造一个去中心化的支付系统。很多读者看到这又不明白了，什么是去中心化？什么是P2P网络？我们以国内流行的微信支付举例,微信虽然和比特币同为虚拟支付系统，但微信的每一笔交易都要在银行系统中进行，银行便是微信支付的中心。去中心化即是点对点交易，不受任何其他因素影响。P2P网络更好理解，P2P是peer-to-peer的缩写，就是“伙伴对伙伴”，也称之为对等网络。比如你通过爱奇艺下载一个电影，就是从爱奇艺服务器将电影传输至你的电脑；而如果你从P2P资源下载一个电影，便是从其他已有此电影资源的P2P用户电脑中下载，并且如果其他P2P用户需要此资源，也可以从你的电脑里下载。比特币就像这部电影，它不是像央行一样存在中央服务器中，而是存在于世界上亿万的电脑之中。自发行后，理论上没有任何人可以控制比特币数量，也无法通过大量制造比特币来人为操控币值。基于密码学的设计可以使比特币只能被真实的拥有者转移或支付，安全性极佳。不过比特币并不完美，有一个致命缺陷导致它无法成为法定货币，这点我们下文会讲到。2、比特币是怎么产出的？首先我们来了解一下“区块链”，比特币的核心原理是“区块链”，每一个区块对应一个帐单，将所有的区块链接起来就是区块链，任何交易信息和转账记录都记录在区块链中。要注意的是区块链存在于整个互联网中，所以任何比特币持有者都不担心比特币遭受损失。每隔一个时间点，比特币系统会在系统节点上生成一个随机代码，互联网中的所有计算机都可以去寻找此代码，谁找到此代码，就会产生一个区块，随即得到一个比特币，这个过程就是人们常说的挖矿。计算这个随机代码需要大量的GPU运算，于是矿工们采购海量显卡用以更快速的获得比特币获利，这也是近期显卡缺货的重要原因。有人说那这样比特币不就会越来越多，最后完全没有价值了吗？中本聪当然也想到这个问题，这里比特币系统还有一个机制：那就是比特币具有总量有限，前4年总额将产生10500000BTC，每隔4年产出数额减半，在第4年至第8年会产生5250000BTC，第8至12年则只有2625000BTC，如此类推。到最后，总共产生的比特币数量为接近21000000BTC。目前一个1个比特币基于目前的数据结构被分割到8个小数位，也就是0.00000001BTC，矿工们挖到比特币最小的单位就是0.00000001BTC。通俗点说，比特币好比是一座由总量为2100万个金币组成的金山，想要得到它，就需要玩家们利用电脑的运算能力，根据现有的算法计算出一组符合特定规律的数字。当然，这些数学题随着现有比特币的增加正变得越来越难。3、比特币为何能产生价值？有何弊端？其实这个问题本身就是错误的，上文也曾提到，任何货币本身是不存在价值的，只有足够数量的人相信货币，才会使货币产生“价值”，并且这个”价值”是带有引号的。但现在很多人相信比特币可以为他们带来财富，所以比特币才产生了“价值”。让我们来回顾一下比特币的特点。1、总量有限，只有21000000BTC2、任何人都可以发行比特币，但发行难度越来越大3、相对央行货币更安全，几乎无法被盗4、交易过程完全匿名，不能追踪基于以上优势，越来越多的人开始愿意将他们的财富转换成等值比特币，同时取消这些财富的法币代表权，所以比特币价格才开始不断的上涨。相信比特币的人越多，比特币价格涨势便会越凶猛。当然，前几日比特币暴涨21000元又跌落至17000元事件属于投机炒作行为，比特币长期的优势是不能被投机所左右的，最终比特币一定会相对稳定在它所真正代表的财富总值上，但现阶段，比特币的价格波动还是太剧烈了。从现阶段比特币的表现来看，比特币流动性水平较低、流动性风险较高，因此无法有效履行货币的交易媒介、计价单位以及价值储藏三项基本职能，无法成为真正的货币。再加上比特币总数量有限，通缩现象会变得越来越严重。试想若用比特币取代全球货币，如果一人拥有10,500,000 BTC，今后的岁月里，他将拥有世界上一半的财产！并且要注意这份财富是永久的。所以比特币想完全取代货币，是完全不可能的。4、挖矿收益分析最后我们来谈谈挖矿收益分析，挖矿成本主要包换：矿机（也可以是普通家用电脑）、电费、房屋租金。由于比特币算力太过复杂，ZOL评测室的电脑工作数月也可能毫无进展，所以这里我们以——以太币（一种类似比特币的虚拟货币）挖矿为例，为大家进行了主流显卡挖矿收益实验。对于挖矿来说，显卡是核心，其余都是辅助配件，考虑到每个人使用平台各不相同，这里考量的挖矿成本就只包含显卡价格、电费，电费我们参考北京的阶梯电价第二档0.5383元/千瓦时。具体测试成绩如下：【Radeon RX 580显卡】整机功耗：243W计算力：22.4M显卡售价：1999元每24小时挖ETH数量：0.015每24小时产生收益:24.48元预计回本时间：81.66天【Radeon RX 470显卡】整机功耗:159W计算力：24.3M显卡售价：1599元每24小时挖ETH数量：0.017每24小时产生收益:27.9元预计回本时间：57.31天【Radeon RX 480显卡】整机功耗:171W计算力：24.4M显卡售价：1999元每24小时挖ETH数量：0.017每24小时产生收益:27.87元预计回本时间：71.73天【Radeon RX 560显卡】整机功耗：97W计算力：9.2显卡售价：999元每24小时挖ETH数量：0.006每24小时产生收益:10.09元预计回本时间：99.01天【GeForce GTX 1060显卡】整机功耗:175W计算力：22M显卡售价：1999元每24小时挖ETH数量：0.015每24小时产生收益:24.86元预计回本时间：80.41天【GeForce GTX 1070显卡】整机功耗: 220W计算力：25.7M显卡售价:2899元每24小时挖ETH数量：0.017每24小时产生收益:28.84元预计回本时间：100.52天综上数据可以发现，Radeon RX 470显卡回本速度最快，仅需57.31天。而GeForce GTX 1070整体效率最差，需要100.52天才能回本。不过各位读者请注意，本次测试回本时间仅以显卡价值计算，并未计算平台成本以及场地成本。挖矿机实际运行中突然情况非常多，比如宕机、硬件损坏，停电等等。所以打算挖矿的读者们还请慎重考虑，若非有极低成本电力，挖矿很难盈利。写在最后：随着无现金社会的有序推行，纸币必然将随着时间的流逝消失在历史的长河中。而未来的数字货币相信会和比特币类似，但绝不是有限供给。而是当人类的生产财富的能力完全可以由计算机的计算能力匹配的时候，电子货币的发行速度和计算机计算速度成正比或者略微超出一定比率以制造温和通胀，在未来挖矿的同时也是在创造价值而不是现在的浪费电力。最终数字货币实现生产力的微小变动和计算能力难度所匹配，这或许就是人类货币的最终形态吧！发布于 2021-05-18 15:01货币挖矿虚拟货币​赞同 53​​3 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

挖矿是如何产生比特币的？ - 知乎

挖矿是如何产生比特币的？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答​切换模式登录/注册虚拟货币货币比特币 (Bitcoin)挖矿是如何产生比特币的？最近翻译了中本聪先生发明比特币的论文，在这篇论文中他说比特币的产生由挖矿者计算最优散列值计算得到，第一个计算得到这一散列值的也就是block的第一人将…显示全部 ​关注者4,106被浏览5,798,637关注问题​写回答​邀请回答​好问题 40​10 条评论​分享​273 个回答默认排序aibifu区块链扫地僧​ 关注在这篇文章中我会给出一个虚拟的村庄叫“比特村”，整个文章会以讲故事的方式，逐步告诉大家比特币提出的动机、解决了什么问题以及一些关键组件的目标和设计方案。问题的提出我们先从比特币产生的动机开始。以物易物的比特村话说在这个世界上，有一个叫比特村的小村庄，村庄共有几百户人家。这个村庄几乎与世隔绝，过着自给自足的生活。由于没有大规模贸易，比特村村民一直 过着以物易物的生活，也就是说村民之间并没有使用统一的货币，互相间的贸易基本上就是老张家拿一袋面粉换老李家一只羊，王大嫂拿一筐野果换刘大婶两尺布。 村民们一直就这么纯朴的生活着。实物货币终于有一天，村民觉得一直这样以物易物实在太不方便了，于是村子全员开会，讨论如何解决这个问题。有人提议，以便于分割且稀有的东西，例如黄金，作 为一般等价物，把其它物品和黄金的对应关系编成一张表格，例如一克黄金对应一只羊，一克黄金对应一袋面粉等等，此时老张再也不用扛着一袋面粉气喘吁吁的去 老李家换羊了，他只要从家里摸出一克金子，就可以去老李家牵回一只羊，而老李拿着这一克黄金可以从任何愿意出让面粉的人那里换回一袋面粉，当然也可以换取 任何和一克黄金等值的物品。此时比特村进入了实物货币时代。符号货币好景不长，过了一段时间，实物货币的弊端也出现了。因为比特村附近金矿并不多，开采和冶炼金子太费时费力了。而随着使用，金子总是不断会因为磨损、 丢失或有人故意囤积而发生损耗。全村人又一次坐在了一起，开始商讨对策。此时有人说，其实大家也不必一定要真的用黄金啊，随便找张纸，写上“一克黄金”， 只要全村人都认同这张纸就等于一克黄金，问题不就解决了。其他人纷纷表示认同，但同时也有了新的问题：真实的黄金是需要开采和冶炼的，金矿有限，开采和冶 炼也需要成本，所以没有人可以短期凭空制造大量的黄金，可写字就不同了，只要我纸够笔够，随便像写多少写多少，那这就变成拼谁家里纸多了，搞不好到时一万 张纸才能换一只羊（实际上这就发生了经济学上的通货膨胀）。大家一想也是啊。不过此时又有人提出了解决方案：这个纸不是谁写都有效，我们只认村里德高望重的老村长写得，大家都认识老村长的字。老村长写一些 纸，同时按照各家黄金存量发给大家等量的纸，例如老张家有二百克黄金，老村长就发给老张二百张写着“一克黄金”的纸，同时将老张家的黄金拿走作为抵押。就 这样，老村长将村里所有黄金收归到自己的家里，并按各家上交的黄金数量发给等值的写有字的纸。此时村民就可以拿着这些纸当黄金进行贸易了，而且大家都认得 老村长的字，其他人伪造不出来。另外，如果谁的纸磨损太严重，也可拿到老村长那里兑换新的等值的纸，另外老村长承诺任何人如果想要换成真黄金，只要拿纸回 来，老村长就会把等值的黄金还给那人。因为老村长写得纸的黄金量和真实放在家里的黄金量是一样的，所以只要严格按照销毁多少纸新写多少纸的原则，每一张有 效的纸总能换回相应的真黄金。此时，比特村进入了符号货币（纸币）时代。而老村长就承担了政府和银行的角色。中央系统虚拟货币又过了几年，老村长由于每天都要核对大量的旧纸币，写新的纸币，还要把各种账目仔细做好记录。一来二去，老村长操劳过度不幸驾鹤西去了。比特村再次召开全体大会，讨论应该怎么办。此时老村长的儿子二狗子自告奋勇接过了父亲的笔，承担起货币发行的责任。这个年轻的村长二狗子很聪明，他 做了几天，发现好像也不用真的写那么多纸。完全可以这样：村民把纸币都交上来，销毁，但是二狗子会记录下每户上交的纸币数量。以后如果要进行付钱，例如老 张要拿一克金子向老李换一只羊，就一起给二狗子打个电话，说明要将老张名下的一克金子划归老李名下，二狗子拿出账本，看看老张名下是否有一克金子，如果有 就在老账的名下减掉一克，在老李的名下加上一克，这样就完成了支付，此时老李在电话中听到二狗子确认转账完成，就可以放心让老张把羊牵走了。此时比特村进入了中央系统虚拟货币时代。每个村民都不需要用实物支付，支付过程变成了二狗子那边维护的账本上数字的变更。分布式虚拟货币这新上任的二狗子是聪明，不过这人有时候是聪明反被聪明误。有一天二狗子盯着这账本，心想这全村各户谁有多少钱就是我说的算，那我岂不是……。于是他头脑一热，私自从老张帐下划了十克金子到自己名下。本以为天衣无缝，但没想到老张也有记账的习惯，有一天他正要付钱却被二狗子告知账户没钱了。老账核对了一下自己的账本，命名还有十克啊，于是拿着账本去找二狗子理论，这一核对发现了那笔未经老张同意的转账。东窗事发！比特村炸开锅了。二狗子被弹劾是不可避免了，不过通过这件事，大家发现了账本集中在一个人手里的弊端：这个体系完全依赖于账本持有人的个人信用，如果这个人不守规矩，随意篡改账本，那么整个货币系统就会崩溃如果这个人家里失火或者账本失窃，同样也会为整个体系带来毁灭性的打击正当人们不知所措时，村里一个叫中本聪的宅男科学家走上了台，告诉大家他已经设计了一套不依赖任何中央处理人的叫比特币的虚拟货币系统，可以解决上述问题。然后他缓缓讲述了自己的方案。下面我们就来看看中本聪同学是如何设计这套系统的。基础设施搭建账簿公开机制中本聪首先说明，要对现有账簿进行如下改造：账簿上不再记载每户村民的余额，而只记载每一笔交易。即记载每一笔交易的付款人、收款人和付款金额。只要账簿的初始状态确定，每一笔交易记录可靠并有时序，当前每个人持有多少钱是可以推算出来的。账簿由私有改为公开，只要任何村民需要，都可以获得当前完整的账簿，账簿上记录了从账簿创建开始到当前所有的交易记录。此言一出，下面立刻炸锅了。第一条还无所谓，但是第二条简直无法接受，因为账簿可是记录了所有村民的交易，这样大家的隐私不全暴露了吗。中本聪倒是不慌不忙，拿出了一对奇怪的东西。身份与签名机制（公钥加密系统）中本聪说，大家不要慌。在他的这套机制下，任何人都不使用真实身份交易，而是使用一个唯一的代号交易。他展示了手里神奇的东西，说这两件东西分别叫保密印章和印章扫描器。后面他会给村里每一户发一个保密印章和一个印章扫描器。两者的作用如下：保密印章可以在纸上盖一个章，每个印章盖出的章都隐含了一个全村唯一的一串字符，但是凭肉眼是看不出来的。也无法通过观察来制造出相应的印章印章扫描器可以扫描某个已经盖好的章，读出隐含的信息，并在液晶屏上显示出一串字符有了这两个神奇的东西，大家就可以在不暴露真实身份的情况下进行交易了，而印章隐含的那一串字符就是这户人家的代号。具体如何巧妙利用保密印章和印章扫描器进行交易，会在下文详述。成立虚拟矿工组织（挖矿群体）下一步，中本聪面向全村招募虚拟矿工，招募要求如下：矿工以组为单位，一组可以是单独的一户，也可以是几户联合为一组成为矿工不影响正常使用货币矿工每天要花费一定时间从事比特币“挖矿”活动，但是不同于挖金矿，虚拟矿工不需要拿着工具去野外作业，在家里就可以完成工作矿工有一定可能性获得报酬，在挖矿活动中付出的努力越多，获得报酬的可能性越大矿工可以随时退出，也可以随时有新的矿工加进来很快，大约有五分之一的村民加入比特币矿工组织，共分成了7个组。建立初始账簿（创世块）下面，中本聪宣布，先根据二狗子手里的账簿，把抵押的所有黄金按账簿记录的余额退还给每位村民，然后彻底销毁这本账簿。然后，中本聪拿出一本新账簿，在账簿的第一页上记录了一些交易记录，特别的是，这些记录的付款人一栏全都是“系统”，而收款人分别是每个印章对应的 隐含字符，代表初始时刻，系统为每一户默认分配了一定数量比特币，但是数量非常少，都只有几枚，甚至有些不幸的村户没有获得比特币。接着中本聪说，由于目前市面上比特币非常少，大家可以先回到用黄金做货币的时代，由于我不是村长，我也没有权利强迫大家一定要承认比特币，大家可以自行决定要不要接受比特币。不过随着比特币的流动和矿工的活动，比特币会慢慢多起来。支付与交易做了这么多铺垫，终于说到重点了，下面说一下在这样一个体系下如何完成支付。以老张付给老李10个比特币为例。付款人签署交易单为了支付10个比特币，老张首先要询问老李的标识字符串，例如是“ABCDEFG”，同时老张也有一个标识字符串例如是“HIJKLMN”，然后老 张写一张单子，内容为“HILKLMN支付10比特币给ABCDEFG”，然后用自己的保密印章改一个章，将这张单子交给老李。另外为了便于追溯这笔钱的 来源，还要在单子里注明这笔钱的来源记在哪一页，例如这个单子里，老张的10比特币来自建立账簿时系统的赠送，记录在账簿第一页。收款人确认单据签署人老李拿到这个单子后，需要确认这个单子确实是来自“HIJKLMN”这个人（也就是老张）签署的，这个并不困难。因为单子上必须有保密章，老李拿出 印章扫描器，扫一下章，如果液晶屏显示出的字符和付款人字符是一致的（这里是“HIJKLMN”），就可以确认单子确实是付款人签署的。这是因为根据保密 印章的机制，没有其他人可以伪造印章，任何一个人只要扫描一下印章，都可以确认单子的付款人和盖章人是否一致。收款人确认付款人余额这个系统到目前还是很有问题。通过保密印章，收款人虽然可以确认付款人确实签署了这份单子，但是无法自行确认付款人是否有足够的余额支付。之前的中 央虚拟货币系统中，二狗子负责检查付款人的余额，并通知收款人交易是否有效，现在把二狗子开了，谁来负责记账和确认每笔交易的有效性呢？之前说过，中本聪设计的这个系统是分布式货币系统，不依赖任何中央人物，所以不会有一个或少数几个人负责这件事，最终承担这份工作的是之前所提到的矿工组织。老张、老李和全村其他任何使用比特币进行交易的村民都依赖矿工组织的工作才能完成交易。矿工的工作矿工的工作是整个系统的核心，也是最复杂性最高的地方。下面逐步介绍矿工的工作内容和目的。矿工的工具俗话说，工欲善其事，必先利其器。比特币矿工虽然不用铁撅、铁锨和探照灯等工具，不过也要有一些必备的东西。初始账簿。每个组首先自己复制一份初始账簿，初始账簿只有一页，记录了系统的第一次赠送 空账簿纸。每个小组有若干账簿纸，每一页纸上仅有账簿结构，没有填内容，具体内容的书写规则后面讲述。下面是一张空账簿纸的样子，各个字段的意义后面会说到。编码生成器（哈希函数）。中本聪又向矿工组织的每个组分发了若干编码生成器，这个东西很神奇，将一页账簿填好内容的账簿纸放入这个机器，机器会在账簿纸的“本账单编号”一栏自动打印一串由“0”和“1”组成的编号，共256个。最神奇的是，编号生成器有如下功能：生成的编号仅与账簿纸上填入的内容有关，与填写人、字体、填写时间等因素均无关内容相同的账簿纸生成的编号总是相同，但是如果内容哪怕只改一个字符，编号就会面目全非编码生成器在打印编码时还需要将所有填入账簿纸的交易单放入，机器会扫描交易单和填入交易单的一致性，尤其是保密印章，如果发现保密印章和付款人不一致，会拒绝打印编码将一张已打印的账簿纸放入，机器会判定编号是否是有效的机器打印，并且判定编号和内容是否一致，这个编号无法伪造交易单收件箱。每个矿工小组需要在门口挂一个箱子用于收集交易单。 公告板。每个矿工小组同样需要一个公告板公示一些信息。有了上面的工具，矿工组织就可以开工了！收集交易单中本聪规定，每笔交易的发起人，不但要将交易单给到收款人，还要同时复制若干份一模一样的交易单投递到每个矿工小组的收件箱里。矿工小组的人定期到自己的收件箱里把收集到的交易单一并取出来。填写账簿此时小组的人拿出一张空的账簿纸，把这些交易填写到“交易清单”一栏，同时找到当前账簿最后一页，将最后一页的编号抄写到“上一张账单编号一栏”。 注意还有个“幸运数字”，可以随便填上一个数字，如12345。然后，将这样账簿纸放入编号生成器，打印好编号，一张账簿就算完成了。如果你以为矿工的工作就这么简单，那就大错特错了，中本聪有个变态的规定：只有编号的前10个数均为0，这页账簿纸才算有效。根据之前对编号生成器的描述，要修改编号，只能修改账簿纸的内容，而“交易清单”和“上一张账簿纸编号”是不能随便改的，那么只能改幸运数字了。于 是为了生成有效的账簿纸，小组里的矿工就不断抄写账簿纸，但每张纸的幸运数字都不同，然后不断的重复将纸放入编码器，如果生成的编号不符合规定，这张纸就 算废了，重复这个过程直到生成一串有效的编号。我们知道，如果编号的每一个数字都是随机的，那么平均写1000多张幸运数字不同的纸才能获得一个有效的编号。这就奇怪了，这些矿工为什么要拼命干这看似无意义的事情呢？还记得之前说过矿工有报酬吧，这就是矿工的动力了。中本聪规定：每一张账簿纸的交易清单 第一条交易为“系统给这个小组支付50个比特币”。也就是说，如果你生成了一张有意义的账簿纸，并且被所有挖矿小组接受了，那么就意味着这条交易也被接受 了，你的挖矿小组获得了50个比特币。这就是矿工被叫做矿工的原因，也是为什么之前说随着交易和矿工的活动，比特币的数量会不断增多。例如下面是一个挖矿过程，这个小组的公共比特币帐号为“UVWXYZ”。在幸运数字尝试到“533”时，系统生成了一页有效账簿。确认账簿当某挖矿小组幸运的生成了一张有意义的账簿，为了得到奖励，必须立刻请其它小组确认自己的工作。前面说过，当前村里有7个挖矿组，所以这个小组必须将有效账簿纸誊抄6份快马加鞭送到其他6个小组请求确认。中本聪规定，当某个小组接到其他小组送来的账簿纸时，必须立即停下手里的挖矿工作进行账簿确认。需要确认的信息有三个：账簿的编号有效账簿的前一页账簿有效交易清单有效首先看第一个，这个确认比较简单。只要将送来的账簿纸放入编码生成器进行验证，如果验证通过，则编号有效。第二部分需要将账簿页上的“上一页账簿纸编号”和这个小组目前保存的有效账簿最后一页编号比对，如果相同则确认，如果不同，需要顺着已有账簿向前比对，直到找到这个编号的页。如果没有找到指定的“上一页账簿纸编号”对应的页，这个小组会将此页丢掉。不予确认。注意，由上面的机制可以保证，如果各个小组手里的账簿纸是相同的，那么他们都能按同样的顺序装订成相同的账簿。因为后面一张纸的编号总是依赖前面的 纸的编号，编码生成器的机制保证了所有合法账簿纸的相对先后顺序在每个小组那里都是相同的（可能会有分支，但不会出现环，后面细讲）。最后是如何确认交易清单有效，其实也就是要确认当前每笔交易的付款人有足够的余额支付这笔钱。由于交易信息里包含这笔钱是如何来的，还包含了记录来 源交易的账单编号。例如，HIJKLMN要给ABCDEFG10个比特币，并注明了这10个比特币来自之前OPQRST支付给HIJKLMN的一笔交易， 确认时首先要确认之前这笔交易是否存在，同时还要检查HIJKLMN在这之前没有将这10个比特币支付给别人。这一切确认后，这笔交易有效性就被确认了。其中第一笔是系统奖励给生成这页账簿的小组的50个，这笔交易大家都默认承认，后面的只要按照上述方法追溯，就可以确认HIJKLMN是否当前真有10个比特币支付给ABCDEFG。如果完成了所有了上述验证并全部通过，这个小组就认可了上述账簿纸有效，然后将这张账簿纸并入小组的主账簿，舍弃目前正在进行的工作，后面的挖矿工作会基于这本更新后的主账本进行。账簿确认反馈对于挖矿小组来说，当账簿纸送出去后，如果后面有收到其他小组送来的账簿纸，其“上一页账簿纸编号”为自己之前送出去的账簿纸，那么就表示他们的工作成功被其他小组认可了，因为已经有小组基于他们的账簿纸继续工作了。此时，可以粗略的说可以认为已经得到了50个比特币。另外，任何一个小组当新生成有效账簿纸或确认了别的小组的账簿纸时，就将最新被这个小组承认的交易写到公告牌上，那么收款人只要发现相关交易被各个小组认可了，基本就可以认为这笔钱已经到了自己的账上，后面他就可以在付款时将钱的来源指向这笔交易了。以上就是整个比特币的支付体系。下面我们来分析一下，这个体系为什么可以工作下去，以及这个体系可能面临的风险。工作机制分析虽然上面阐述了比特币的基本运作规则，但是村民们还是有不少疑问。所以中本聪同学专门开了个答疑会，解答常见问题。下面总结一下村民最集中关心的问题。核心问题答疑如果同时收到两份合法的账簿页怎么办？注意在上面的运行机制中，各个挖矿小组是并行工作的，因此完全可能出现这样的情况：某小组收到两份不一样的账簿页，它们都基于当前这个小组的主账簿的最后一页，并且内容也都完全合法，怎么办？关于这个问题，中本聪同学说，小组不应该以线性方式组织账簿，而应该以树状组织账簿，任何时刻，都以当前最长分支作为主账簿，但是保留其它分支。举个例子，某小组同时收到A、B两份账簿页，经核算都是合法的，此时小组应该将两页以分叉的形式组织起来，如下图所示：黑色表示当前账簿主干。此时，可以随便选择一个页作为当前主分支，例如选择A：此时如果有一个新的账簿页是基于A的，那么这个主干就延续下去：如果这个主干一直这么延续下去，表示大家基本都以A为主干，B就会被遗忘。但是也有可能忽然B变成更长了：那么我们就需要将B分支作为当前主干，基于这个分支进行后续工作。从局部来看，虽然在某一时刻各个小组的账簿主干可能存在不一致，但大方向是一致的，那些偶尔由于不同步产生的小分支，会很快被淹没在历史中。如果挖矿小组有人伪造账簿怎么办关于这个问题，中本聪同学说，只要挖矿组织中大多数人是诚实的，这个系统就可靠，具体分几个方面给予答复。首先，基于保密印章机制，没有人能伪造他人身份进行付款，因为编码生成器在打印编码时会核对所有交易单的保密印章，印章和付款人不一致会拒绝打印。而且诚实的矿工也不会承认不合法的交易（如某笔交易付款方余额不够）。所以只有一种可能的攻击行为，即在收款人确认收款后，从另一条分支上建立另外的交易单，取消之前的付款，而将同一笔钱再次付款给另一个人（即所谓的double-spending问题）。下面同样用一个例子说明这个问题。先假设有一个攻击者拥有10个比特币，他准备将这笔钱同时支付给两名受害者A和B，并都得到承认。第一步，攻击者准备从受害者A手里买10比特币的黄金，他签署交易单给受害者A，转10个比特币给受害者A。第二步，这笔交易在最新的账簿页中被确认，并被各个挖矿小组公告出来。受害人A看到公告，确认比特币到账，给了攻击者10个比特币等值的黄金。第三步，攻击者找到账簿，从包含刚才交易的账簿页的前一页做出一个分支，生成更多的账单页，超过刚才的分支。由于此时刚才攻击者制造的分支变成了主干分支，而包含受害者A得到钱的分支变成了旁支，因此挖矿组织不再承认刚才的转账，受害者A得到的10比特币被取消了。第四步，攻击者可以再次签署交易单，将同一笔钱支付给受害者B。受害者B确认钱到账后，支付给攻击者等值黄金。至此，攻击者将10个比特币花了两次，从两名受害者那里各购得等值黄金。攻击者还可以如法炮制，取消与受害者B的转账，将同一笔钱再支付给其他人。。。。。。关于这种攻击，中本聪给出的解决方案是，建议收款人不要在公告挂出时立即确认交易完成，而是应该再看一段时间，等待各个挖矿小组再挂出6张确认账簿，并且之前的账簿没有被取消，才确认钱已到账。中本聪解释道，之前设定变态的编号规则，正是为了防御这一点。根据前面所述，生成有效账簿页不是那么简单的，要花费大量的人力反复试不同的幸运数 字，而且过程完全是碰运气。如果某账簿页包含你收到钱的确认，并且在后面又延续了6个，那么攻击者想要在落后6页的情况下从另一个分支赶超当前主分支是非 常困难的，除非攻击者拥有非常多的人力，超过其他所有诚实矿工的人力之和。而且，如果攻击者有如此多人力，与其花这么大力气搞这种攻击，还不如做良民挖矿来的收益大。这就从动机上杜绝了攻击的形成。比特币会一直增加下去，岂不是会严重通货膨胀中本聪说，这一点我也想到了。前面忘了说了，我给矿工组织的操作细则手册会说明，刚开始我们协议每生成一页账簿，奖励小组50个比特币，后面，每当 账簿增加21,000页，奖励就减半，例如当达到210,000页后，每生成一页账簿奖励25个比特币，420,000页后，每生成一页奖励12.5个， 依次类推，等账簿达到6,930,000页后，新生成账簿页就没有奖励了。此时比特币全量约为21,000,000个，这就是比特币的总量，所以不会无限 增加下去。没有奖励后，就没人做矿工了，岂不是没人帮忙确认交易了到时，矿工的收益会由挖矿所得变为收取手续费。例如，你在转账时可以指定其中1%作为手续费支付给生成账簿页的小组，各个小组会挑选手续费高的交易单优先确认。矿工如果越来越多，比特币生成速度会变快吗不会。中本聪解释，虽然可以任意加入和退出矿工组织，导致矿工人数变化，每个矿工也会拿到一个编码生成器，不过我已经在编码生成器中加入了调控机制，当前工作的编码生成器越多，每个机器的效率就越低，保证新账簿页生成速率不变。虽然每个人的代号是匿名的，但如果泄露了某个人的代号，账簿又是公开的，岂不是他的所有账目都查出来了确实是这样的。例如你要和某人交易，必然要要到他的代号才能填写交易单。因为收款人一栏要填入那人的代号。不过中本聪说可以提供无限制的保密印章，建议每一次交易用不同的保密印章，这样查账簿就追查不到同一个人的所有账目了。答疑完毕。说明本文用通俗比喻的方式讲解了比特币的运行机制。有几点需要说明：为了便于理解，我做了很多简化，因此有些机制细节和实际的比特币可能不完全相同。但总体思想和关键原理是一致的。由于很多计算机世界的东西（如公钥体系、网络传输）在现实世界中并没有特别好的对等物，所以故事里难免有一些生硬和不合常理的细节。本文描述的是比特币网络本身的技术原理和运作机制，当在如Mtgox这种买卖市场中进行比特币交易时，市场做了中间代理，并不遵从上述机制。编辑于 2018-01-22 19:01​赞同 2605​​157 条评论​分享​收藏​喜欢收起​Leaf​ 关注秒懂比特币挖矿： 1.我手上现在有一张面值100元的人名币。（比特币）2.谁关注公众号我就给谁。3.但是需要在评论里面猜出这张钱的编号才行。（挖矿，随机填充数值求解）自己想尽办法猜，猜中得100元全款——个人挖矿出钱召集一些人来一起猜——矿场召集认识不认识的人一起来猜，通过猜测的次数，按比例分配这100元——矿池以上是一个简单的类比例子，当然，你们关注并猜出了我兜里100块钱的编号，我保证给你。那么，比特币挖矿到底是怎么回事呢？回顾张三李四转账过程 找出问题在之前，我们用在一个偏僻的小村张三和李四转账的例子简单解释了什么是比特币。没看过的可以看下：【白话币圈】什么是比特币？这可能是最通俗易懂的答案了我们来简单回顾一下：当张三想要通过A账号转账1000元给李四的B账号时：① 张三大吼一声：大家注意啦，我用A账号给李四的B账号转1000块钱。② 张三附近的村民听了确实是张三的声音，并且检查张三的A账号是否有足够余额。③ 检查通过后，村民往自己的账本上写：A账号向B账号转账1000元，并修改余额：A账号余额=3000-1000=2000元，B账号余额=2000+1000=3000元。④ 张三附近的村民把转账告诉较远村民，一传十十传百，直到所有人都知道这笔转账，以此保证所有人账本的一致性。聪明如你一定发现了，在步骤② 如果张三吼了一声，附近村民假装没听到，都不去核实记账，那么这个系统不就停止工作了吗？为解决这个问题，村里商讨后决定，谁第一个确认是张三的声音的会获得500元。于是大家都竖起耳朵，时刻监听村里的每一个动静，真可谓草木皆兵。评论区有人问，这500元是哪儿来的？我这里也简答讲一下。1.比特币平均差不多每10分钟产生一个区块，这个区块能打包的交易数量是有限的，我们就算800笔吧。但是呢，旷工不会平白无故给你打包交易到并广播，所以需要收取手续费。而且，由于交易的人很多，先打包谁的交易也取决于手续费的高低。所以你可以看到，现在比特币火热了，手续费水涨船高。2.我们都知道比特币总量2100万个，发币机制是逐年递减。当旷工第一个成功打包这个区块并广播，并且是最长的链的话，那么他还会获得奖励，目前只有12.5个比特币。最开始是50个，已经衰减2次了。这里当然还有小问题，比如为什么要最长链，怎么确定是最长链，哪些链会被抛弃？如果大家有兴趣再深入说说。以上就是旷工的奖励。2017/12/8更新。在比特币的世界里，大约平均每10分钟会产生一个区块。所有的挖矿计算机都在尝试打包这个区块并提交，而第一个成功生成这个数据块的人，就可以得到一笔比特币报酬。最初，大约每10分钟就可以产生50个比特币的比特币报酬。但是该报酬每4年减半，现在每10分钟比特币网络就可以产生25个比特币。好了，接着上面的故事讲，张三这一吼，惊动了全村的人，大家都纷纷表示自己是第一个听到张三声音的人。这500块钱该给谁呢？于是村里又商讨出新的规定，需要有证据证明这是张三的声音。张三在喊的这一声里带有特定的声波数据，谁先破解出来就给谁。在比特币世界里，这是就是一个新的概念，共识机制。比特币是通过工作量证明的共识机制来决定记账权的，通俗来讲，谁证明了自己的工作量最大，谁就负责记账。工作量大小是通过计算符合某一个标准的比特币区块头的哈希散列值来体现的。区块头通常包含前一个区块的哈希散列值、Merkle根、时间戳、难度目标、以及一个填充的随机值。试图争夺记账权的节点称为挖矿节点，挖矿过程就是求出一个能够填充本区块头的随机值，让区块头的哈希散列值符合某一个标准。咱们接着故事讲，海归村民王二麻子凭借高超的计算能力，成功第一个匹配了张三的声波数据，然后他笑嘻嘻地向全村人广播自己破解成功。村民验证后，王二麻子如愿拿到了500元奖励金，李四也成功收到了张三的转账。网络上的每一个矿机接收并验证了一批交易，然后就开始进行挖矿，矿机需要反复的试验随机填充值来进行求解，一般采用产生随机数，尝试把产生的随机数填充到区块头，然后计算哈希。如果计算成功，则挖矿成功，向全网广播挖矿所得，全网节点验证后，把这个区块连接到区块的最上端，并且在全网达成一致。故事还在继续，王二麻子拿到这500元后就想：一个人的计算能力有限，我下次也非常可能不是第一个计算出来。若我改进算法，制造专门匹配这种声波数据的机器，然后卖机器岂不是能大赚一笔？于是就哼哧哼哧的专研去了，并在不久后面世。（专业矿机）村民蜡笔小明买了一台专业机器，觉得不错。于是大量采购，并找到一个电费低廉的场地，也请了专人人员来维护。于是，蜡笔小明便每天便看着一笔笔的500元进账。（矿场）村民张小凡也采购了一些机器，可是机器不多，能破解并拿到这500奖励的几率并不大。于是他创建了一个平台，所有有计算能力的人都可以参与进来。若得到奖励，则按每个人的计算力高低分配奖金。（矿池）好了，村民的故事差不多就到这里结束了，现在回过头来看文章开始的例子是不是特别形象？你们可以猜猜谁可能挖矿的最大算力。风险与受益其实，最初的时候，我们用电脑CPU就可以挖到比特币，比特币的创始人中本聪就是用他的电脑CPU挖出了世界上第一个创世区块。当然，现在也可以用家用电脑的CPU、GPU挖矿，只是收益非常低了。CPU挖矿的时代早已过去，GPU挖矿也早已不是主流，现在的比特币挖矿是ASIC挖矿和大规模集群挖矿的时代。回顾挖矿历史，比特币挖矿总共经历了以下五个时代：CPU挖矿→GPU挖矿→FPGA挖矿→ASIC挖矿→大规模集群挖矿 挖矿芯片更新换代的同时，带来的挖矿速度的变化是：CPU（20MHash/s）→GPU（400MHash/s）→FPGA（25GHash/s）→ASIC（3.5THash/s）→大规模集群挖矿（3.5THash/s*X）算力就是计算机每秒产生哈希碰撞的能力，算力越高，挖到比特币的概率越大，挖得比特币也就越多，回报越高。然而挖矿的受益并不是稳定且有保障的，电费将成为持续挖矿最大的成本之一，所以，有廉价电力的地方便成了旷工的最爱。挖矿的风险不仅于此，16年7月开始，比特币网络发行比特币数量就减半了，即每10分钟，每个区块只包含12.5个比特币，意味着相同算力挖出的比特币也会相应减少。但另一方面，币价也有上升可能。同时还伴随着断电、机器维护折旧等风险。最后，给大加介绍一种0风险赚钱的方法：猜出我兜里100元人民币的编号。哈哈。/逃跑...简单回答评论中 @诺pro 的一些疑问，估计也是很多人的疑问：1.目前比特币全部账本信息能很好的保存在一台普通的电脑上，这也是Core他们坚持不扩容的原因之一。另外根据摩尔定律，就算小扩容其实影响不大。2.仅仅降低交易费那么旷工没有动力，交易将更拥堵。当然这里有目前比较认可的取代方案POS。上面说的是挖矿是工作量证明即POW（Proof of Work），而POS的全称Proof of Stake，即股权证明。简单来说，就是一个根据你持有货币的量和时间，给你发利息的一个制度，有利于刺激全部用户参与，更去中心化。3.比特币等加密货币是匿名的，虽然你能看到纪录，但是你不知道是谁，同样你可以有多个匿名账户，中心化的你确定你能保密部分信息？4.不知道你这数据哪里来的，确实现在交易量少，原因很多，有支付场景弱，币价太高，大多数人持币待涨等多种因素。突然想到另一个因素，目前大量的币集中在交易所，很多交易所实际上是虚拟交易，当你要提币的时候才是真实交易，这样也大幅降低了真实交易量。2017/12/20更新公众号“对韭当割”，欢迎关注和交流。部分资料参考至@徐晓聪 @小龟 在本问题中的回答编辑于 2018-06-26 10:59​赞同 1197​​378 条评论​分享​收藏​喜欢

比特币的挖矿原理是什么？ - 知乎

比特币的挖矿原理是什么？ - 知乎切换模式写文章登录/注册比特币的挖矿原理是什么？币经之道向不了解币圈的人介绍相关行情一、比特币的挖矿原理比特币的挖矿原理是什么呢？比特币通过挖矿节点，不断消耗自身的算力，来换取比特币。由于比特币系统是完全开源的，在这套的代码里，包含了挖矿的功能，只要一个人懂代码 ，就可以把这套代码 进行编译部署，加入到比特币网络里面去，把挖矿功能开启，那你的宿主机挖矿了。挖矿，是比特币系统发行自身数字货币，也就是比特币的必经之路。比特币系统，借助挖矿完成自身数字货币的发行。发行数字货币的过程，就是各个矿工竞争挖矿的过程。在每一个10分钟内，看谁先挖到矿，就奖励一定数量的比特币，这个奖励的过程就是比特币发行的过程；每个挖矿节点，受利益的驱使，也是不断地想办法能更快地挖矿，这也就催生了市面上的各种各样的矿池节点。挖矿是比特币系统中一个形象化的表述。它背后真正 的名称是POW算法，也就是工作量证明算法。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，此保证更加稳定地投入产出。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。发布于 2021-07-06 14:50挖矿机虚拟货币​赞同 4​​5 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

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什么是比特币挖矿和比特币挖矿的运作方式？ 完整指南

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什么是比特币挖矿？关于比特币挖矿的完整指南

不确定什么是比特币挖矿？您来对地方了！

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撰写者

Aaron S.,

主编

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最近更新时间：

January 01, 2024

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什么是比特币挖矿？随着越来越多的人开始了解比特币，比特币的受欢迎程度正在上升。但是，仍然很难理解一些与比特币有关的想法-比特币挖矿无疑是其中之一。

比特币挖矿如何工作？挖一个比特币需要多长时间？当我们第一次阅读有关比特币和采矿的知识时，我们会问自己很多问题。 令人困惑，对不对？

没关系，但是。我是来帮忙的！在本指南中，您将找到所需的所有答案。我将使比特币的挖掘变得简单，并以一种易于理解的方式向您解释。我将讨论挖矿的工作原理，挖矿的工作原理以及如何开始自己进行比特币挖矿。到本指南结束时，您将对该概念有了更好的了解。

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1. 什么是比特币采矿？1.1. 比特币采矿解释2. 什么是比特币挖矿：比特币挖矿如何工作？2.1. 什么是区块链技术？2.2. 比特币采矿如何运作？3. 什么是比特币挖矿：如何开始比特币挖矿？3.1. 获取比特币采矿硬件3.2. 加入比特币矿池3.3. 下载比特币采矿软件3.4. 打开比特币钱包4. 什么是比特币挖矿：比特币挖矿是否对您有价值？4.1. 什么是比特币采矿奖励？4.2. 比特币采矿有多难？4.3. 比特币采矿要多少钱？4.4. 开采比特币可以赚多少利润？4.5. 更重要的一件事5. 什么是比特币采矿：最后的话

什么是比特币采矿？

比特币挖矿是验证，存储和保护比特币交易的过程。当然，还有更多的东西。但是，在深入了解什么是比特币挖掘及其工作原理之前，请留意关于比特币本身的这两件重要事情：

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与银行印制的传统货币（美元，日元，欧元等）不同，任何人都不能印制比特币。使用传统货币时，由于没有最大限额，银行可以根据需要打印任意数量的货币。但是，比特币的最大限额为2100万。这意味着只能创造2100万比特币！

这就是比特币的全部，它不需要中间人（例如银行或信用卡公司）就可以工作。

如您所见，比特币与传统的支付系统（如银行和信用卡公司）有很大的不同。然而，由于加密货币不是打印出来的，新的比特币是如何被创造出来的?

你能猜出答案是什么吗？

如果您认为这可能是比特币挖矿，那是对的！所以，是的，这就是比特币挖矿的目的-验证交易并创建新的比特币。但是，如果那样做的话，它是如何工作的呢？让我们深入了解比特币挖矿，并回答我们仍然想知道的问题：什么是比特币挖矿？

比特币采矿解释

如您现在所知，比​​特币挖矿是验证比特币交易并创建新比特币的过程。开采比特币的人被称为比特币矿工。好吧，我说的是“人”，但实际上，它们是由人操作的计算机。

这些计算机（我们称为“节点”）必须非常强大，因为比特币挖矿需要大量的计算机功能。他们运行将其连接到比特币区块链并解决数学问题的软件。

解决了这些数学问题后，便会验证新的交易数据并将其存储在比特币区块链上。因此，比特币矿工正在核实交易，而不是银行和信用卡公司。这意味着没有第三方可以信任或依赖。聪明吧？

比特币挖矿的基本要求是：

专用电脑

强大的互联网连接

 电力（很多！）

您可能在想，为什么这些“矿工”会全力以赴？当然很贵吗？好吧，这是一个好问题。简而言之，他们之所以这样做，是因为他们获得了比特币的奖励。

没错，比特币矿工获得了新的比特币报酬。这是可以创建新比特币的唯一方法！

目前，已经开采了超过1800万个 比特币，而开采一个完整区块（我将在稍后解释）的奖励 定为12.50比特币。请留意，总共只能开采2100万比特币。当所有2100万比特币都被开采时，将无法创建新的比特币！所以，现在您知道什么是比特币挖矿了。

那现在-什么是比特币区块？

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什么是比特币挖矿：比特币挖矿如何工作？

让我们谈谈区块链和涉及比特币挖掘的技术。您知道比特币使用区块链吧？ 对吧?这就是“区块”这个词的由来。

什么是区块链技术？

许多比特币交易同时发生。同时发生的交易被分组。这些组称为“区块”。比特币矿工必须验证的是这些区块，他们成组地验证交易，而不是单独验证它们。

验证完一个区块后，会将其添加到已验证的一系列区块中。这就是为什么比特币背后的技术被称为区块链！

注意：您可以在本指南中阅读有关区块链的更多信息。

当我解释挖掘比特币的逐步过程时，这将变得更容易理解。

比特币采矿如何运作？

第1步：假设您想购买一张床并使用比特币付款。如果床的成本是$ 300，它将约为0.046510比特币（在撰写本文时，即）。当您购买床具时，世界各地的其他人也用比特币购买东西。

步骤2：比特币挖矿节点（计算机）被告知正在发生的这些交易。

步骤3：现在，比特币矿工必须验证您的交易。在比特币矿工验证您的交易之前，您无法将床带回家。

可是等等。验证交易的含义是什么，如何完成？

比特币矿工运行解决数学问题的比特币采矿软件-想象一台计算机完成了一个非常复杂的难题/拼图！对于每一笔交易，他们必须解决的问题/难题都不同。

许多比特币矿工试图同时解决问题，但是首先解决这个问题的矿工就是获得新比特币奖励的人。就像一场比赛！

比特币矿工保留过去发生过的所有比特币过去交易的数据。我们称其为“旧交易数据库”。

那么什么是比特币挖矿交易？当您发送比特币时，比特币矿工会在验证之前检查“旧交易数据库”。这可以确保您在过去的任何交易中都没有花费相同的比特币。

他们还会检查您是否拥有足够的比特币。在床示例中，交易为0.046510比特币。因此，比特币矿工将在验证之前检查您是否拥有0.046510比特币。如果您没有0.046510比特币，则不会验证您的交易，也无法购买床。

好吧，回到买床...

步骤4：第一个解决难题的矿工（我们称此矿工为“ John”），必须告知其余节点他已解决难题。然后其他矿工检查约翰对难题的解决方案是否正确。

步骤5：当51％的其他矿工同意John提供了正确的解决方案时，将验证并发送您的0.046510比特币。

注意：验证交易的最短时间为10分钟。但是随着比特币交易数量的增加，有时可能需要35-40分钟或更长时间。

第6步：比特币矿工完成验证交易所在的区块/组。交易现已完成！是的-您可以将床带回家！

关于什么是比特币挖矿，最好的事情之一就是选择成为矿工的人不需要知道如何解决问题或擅长数学。他们只需要比特币挖掘硬件（功能强大的计算机）和比特币挖掘软件。

如您所见，比特币挖矿并不难理解。就是说，您想到的下一个大问题可能类似于“您如何开采比特币？'好吧，让我们开始吧。

 

什么是比特币挖矿：如何开始比特币挖矿？

请按照以下步骤操作，您可以自己成为比特币矿工。如果您不想这么做，也很好-学习如何开采比特币仍然可以帮助您更好地了解开采本身的过程。

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开始比特币挖矿的第一步是购买挖矿硬件。选择正确的硬件对于采矿的成功至关重要。那么，什么是比特币挖矿的最好硬件？

早在2009年开始比特币开采时，您就可以使用基本计算机进行开采，例如我们从零售商店购买的计算机！该计算机的CPU（中央处理器）具有足够的能力来快速解决数学问题。

随着比特币开始变得越来越流行，矿工们也开始使用功能更强大的计算机。他们使用了更快的图形处理单元（GPU/显卡），可以更快地解决问题，这意味着他们将赢得比赛并获得新的比特币奖励！

猜猜当比特币变得更加流行时会发生什么？矿工们变得更快。他们没有使用CPU和GPU，而是开始使用称为ASIC（专用集成电路）的专用比特币挖掘硬件。因此，如果您想赢得比赛并立即开采比特币，则需要ASIC。

资料来源：buybitcoinworldwide

为挖掘而创建的ASIC 非常强大且快速。他们除了采矿以外不做任何其他事情。

如果要购买ASIC，则应使用以下方法比较不同的ASIC：

价格;

哈希率（这个数字告诉你ASIC矿机 的计算速率，哈希速率越高，则这颗ASIC矿机的速度越快）;

电力需求（此数字越小，使用的电量越少）。

您可以检查以下在初学者中流行的不同ASIC的比较。

ASIC模型

哈希率（TH / s）

电（W）

价格（美元）

蚂蚁矿机S9

14.0

1372

2,694

阿瓦隆矿工821

11.0

1200

3,190

蚂蚁矿机R4

8.4

845

1,000

您还可以检出Amazon和eBay上可用的ASIC 。

加入比特币矿池

您可以通过两种方式开始比特币挖矿。一种是自己开始，这称为独采矿。另一种方式是加入一组其他比特币矿工-这些被称为矿池。

那么，什么是比特币挖矿池？将比特币矿池想象成大型的比特币农场。许多矿工都结合了比特币采矿硬件的功能。他们还分摊了收到的比特币奖励。

想象一下：您在比特币采矿池中。您的计算机功率是采矿池中总功率的2％。如果您的矿池赢得了验证区块的竞赛，您将获得矿池奖励的2％的新比特币。

如果你是一个初学者，比特币养殖（加入采矿池）建议。有许多不同的池供您选择。但是要小心，只能选择信誉​​良好的知名矿池！当然，他们收取费用，但通常很小（1-3％）。

我推荐给新矿工的一些受欢迎的矿池是：

Slushpool：2％的费用。

Pool.BTC.com：费用为2-3％。

卡诺普尔（Kanopool）：0.9％的费用（这三个中最便宜的！）。

下载比特币采矿软件

您可能拥有世界上最好的采矿硬件，但是如果没有比特币采矿软件，该硬件将毫无用处。

需要使用采矿软件来访问比特币网络和“旧交易数据库”。如果要加入采矿池，则也需要它。

有不同类型的比特币挖掘软件 可用。不同的操作系统（例如Mac OS，Windows和Linux）有不同的操作系统。支持使用ASIC进行挖掘的一些最受欢迎的软件是：

CG矿工（在这里下载）

适用于Windows，Linux和Mac；

可以与GPU / ASIC一起使用；

免费下载！

BitMinter（在此处下载）

适用于Windows，Linux和Mac；

可以与GPU / ASIC一起使用；

免费下载！

如果您想了解更多选项，还可以查看hashflare.io，minergate.com和nicehash.com。

注意：我建议您检查您所在国家/地区的比特币采矿法规。来自不同国家的监管机构正试图控制和监管加密货币市场。这可能会影响您的比特币挖矿。

打开比特币钱包

一旦您设置了比特币挖矿硬件，下载了软件并加入了挖矿池，就可以开始挖矿比特币了！但是，等等，您将获得比特币的奖励，对吧？那么，您是否考虑过将这些比特币存储在哪里？

与传统货币不同，比特币不能存储在您的银行帐户中。相反，您将它们存储在比特币钱包中！那么，什么是比特币钱包？

选择钱包时必须非常小心，否则可能会丢失比特币。许多人损失了很多钱，因为他们的比特币钱包被黑了。

有三种类型的Bitcoin钱包-网络钱包，软件钱包和硬件的钱包。

Web钱包和软件钱包始终连接到Internet。要使用/访问网络钱包，请访问网站。要使用/访问软件钱包，请转到一个应用程序。

我 不建议使用网络钱包，因为这是最不安全的选择。如果要下载软件钱包，建议使用Exodus。

硬件钱包没有连接到互联网，因此更加安全。它们是可以存储比特币的实际物理设备；您可以通过USB将硬件钱包连接到计算机。

 

我推荐的三个最受欢迎的硬件钱包是：

安全的

价格-110美元

强大的安全功能，包括无法感染病毒的USB连接（+）

可以链接到Dropbox帐户（+）

除比特币（-）之外，无法存储许多其他加密货币

Ledger Nano S

价钱$ 116

易于使用（+）

可以同时存储10种以上的不同加密货币和ERC-20硬币（+）

KeepKey

价钱$ 49

用户友好（+）

很棒的设计（+）

非常新，仍然必须证明自己（-）

注意： ERC-20硬币是在以太坊上运行的dApp（分布式应用程序）的基于以太坊的硬币。您可以在我们的以太坊VS比特币指南中阅读有关dApp和以太坊的更多信息。

什么是比特币挖矿：比特币挖矿是否对您有价值？

这个问题的答案因人而异。它可能适合您，但可能不适用于其他人。

什么是比特币采矿奖励？

当前，矿工每块获得奖励的比特币数量为12.5。没错，第一个矿工将获得12.5比特币，以解决每个区块的问题（验证交易）。

不过，这个数字每4年减半。因此，在2023年的某个时候，奖励将降至每区块6.25比特币。

现在每块是12.5比特币吗？那么，开采比特币需要多长时间？好吧，一个块需要10分钟才能开采。这意味着每48秒开采一次比特币。

比特币采矿有多难？

随着越来越多的比特币矿工加入网络，挖矿的难度也随之增加。这仅意味着具有更强大硬件的矿工/矿池将获胜。而且，这意味着您将需要购买更昂贵的硬件。

比特币采矿要多少钱？

让我们看一下比特币的采矿成本是多少？比特币挖掘涉及的两个主要成本是：

硬件/计算机成本：即使对于初学者来说，比特币采矿硬件的成本也将在600-1000美元之间，如果您想购买最好的硬件，则价格会更加昂贵。

电力成本：比特币采矿消耗大量电力！您所在位置的电力成本可能会大大影响比特币采矿的成本。如果您所在地区的电价太贵，您可能会通过开采比特币而不是赚钱而蒙受损失。

如果您加入矿池，请留意也要考虑矿池费用1-3％。

开采比特币可以赚多少利润？

找出可以赚到多少利润的最简单方法是使用在线计算器！互联网上有许多不同的比特币挖矿计算器。我建议使用CryptoCompare的Mining Calculator。

您需要输入：

散列能力-硬件的能力（选择了要购买的硬件后就可以找到它）；

功耗-您的硬件使用了多少电量（同样，选择要购买的硬件后，您就可以查到）；

每千瓦时（$）的成本-您的电费多少（如果您不使用美元，则可以使用Google的Currency Converter）；

矿池费-您要加入的矿池的费用。

确保您考虑了比特币采矿硬件的成本。您应该将硬件成本包括在计算中，以便找出您的实际利润。

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双因素认证

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更重要的一件事

不要忘记比特币的价格！

众所周知，比特币的价格每天都在变化。这完全是您无法控制的，但是可以改变一切。

例如，您计算当比特币价格为$12,000时的利润。如果价格跌至6,000美元，您的利润可能会亏损。您必须始终记住，这是可能的。一方面，我们看到比特币从2017年12月的19,000美元跌至2018年2月初的7000美元以下。

资料来源：steemit

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什么是比特币采矿：最后的话

所以，现在您应该很自信地知道-什么是比特币挖矿。

我希望您对它是什么，它如何工作以及如何开始自己的比特币挖掘有一个很好的了解。显然，您可以通过开采比特币来赚很多钱，但这取决于很多事情-其中大部分都不在您的控制范围内（电费，比特币价格等）。

开始开采比特币需要大量的计划和资金-与在交易所进行交易一样。它可以给您带来丰厚的利润，但也可能导致巨大的损失。说到损失，如果要保护资产安全，则应始终选择可靠的硬件钱包。一些最好选择包括Ledger Nano X和Trezor ModelT。 

如果您的电力成本很低，那么您可能会非常乐于开采比特币。如果它们很高，则情况可能恰好相反。好吧，或者您正在考虑搬迁国家！

如果您决定购买比特币并开始交易，则可以查看诸如Coinbase和币安之类的加密货币交换平台，它们是一些最可靠的平台。

那么，告诉我们 - 您打算做什么？

关于本文的专家和分析师

由 Aaron S.

主编

Aaron已完成经济学、政治学和经济学硕士学位。针对东亚地区的文化，Aaron 撰写了科学论文，对美国与东亚地区的文化差异进行了比较分析。西方和日本的资本主义集体形式，1945-2020。

Aaron在金融科技行业拥有近十年的经验，了解加密货币爱好者面临的所有最大问题和困境。他是一位充满热情的分析师，关注数据驱动和基于事实的内容，以及与 Web3 本地人和行业新手相关的内容。

Aaron是与数字货币相关的一切事务的首选人。怀着对区块链的巨大热情Web3 教育，Aaron 致力于改变我们所知...

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Aaron S.,

主编

Aaron已完成经济学、政治学和经济学硕士学位。针对东亚地区的文化，Aaron 撰写了科学论文，对美国与东亚地区的文化差异进行了比较分析。西方和日本的资本主义集体形式，1945-2020。

Aaron在金融科技行业拥有近十年的经验，了解加密货币爱好者面临的所有最大问题和困境。他是一位充满热情的分析师，关注数据驱动和基于事实的内容，以及与 Web3 本地人和行业新手相关的内容。

Aaron是与数字货币相关的一切事务的首选人。怀着对区块链的巨大热情Web3 教育，Aaron 致力于改变我们所知道的领域，并使其更适合初学者。

Aaron已被多家知名媒体引用，并且他本人也是一位出版作家。即使在空闲时间，他也喜欢研究市场趋势，寻找下一个超新星。

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常问问题

开采比特币值得吗？

这主要取决于您要这样做的时间点。诸如比特币的价格，与您的矿机有关的电力和维护成本，矿机本身等因素都可以影响和影响答案。无论哪种方式，如果您真的想从比特币开始，那么最好先尝试一些加密货币交易所，这是一个更好的主意。

开采比特币难吗？

简短的答案 - 是的。您会看到，当比特币首次被发明时，只有少数人知道它，情况就大不相同了 - 开采起来要容易得多。现在，竞争非常激烈 - 大量的矿工试图自己获得一些比特币，难怪该过程变得更加困难了！同样，尽管如此 - 如果您想全面了解“比特币折磨”并尝试一下，那么最好的选择是从可靠的交易所购买一些硬币。

如何为自己选择最好的加密货币交易所？

为自己挑选最佳加密货币交易所时，您应该始终专注于在所有顶级加密货币交易所应具备的功能和对您而言重要的功能之间保持平衡。 例如，所有最好的交易所都应具有顶级安全功能，但是如果您只想交易主要的加密货币，那么您可能就不太在乎在这个交易所能够使用的硬币的种类了。这视情况而定！

哪种加密货币交易所最适合初学者？

在网上阅读各种最佳的加密货币交易所评论时，您一定会注意到，大多数这些交易所的共同点之一是，它们使用起来非常简单。。 对于初学者而言，与其他人相比，它更友好，您在这两个顶级交流平台上都不会遇到任何困难。 就是说，许多用户认为 KuCoin是当前市场上较简单的交易所之一。

加密货币交易所和经纪人之间有什么区别？

用外行的术语来说，加密货币交易所是您与他人见面和交换加密货币的地方。交换平台（即Binance）充当中间人，它将您（您的要约或要求）与 其他人（卖方或买方）。 但是，有了经纪人，就不会有“其他人”，您可以在没有任何第三方干预的情况下，使用相关平台来兑换您的加密货币或法定货币。 但是，在考虑加密货币交易所排名时，通常将这两种类型的业务（交易所和经纪业务）归入总称之列 - 交易所。 这样做是为了简单起见。

所有顶级加密货币交易所都设在美国吗？

不，绝对不是！ 尽管确实有一些顶级加密货币交易所位于美国（即KuCoin或Kraken），但世界各地还有其他非常知名的行业领袖。 例如，Binance的总部位于日本东京，而Bittrex的总部位于列支敦士登。 尽管有很多原因导致交易所希望将其设在一个位置而不是另一个位置，但大多数原因归结为业务错综复杂，通常对平台用户没有影响。

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什么是比特币挖矿？ | 了解关于BTC的一切 | 比特币入门

特币挖矿？ | 了解关于BTC的一切 | 比特币入门开始什么是比特币挖矿？比特币的新铸造过程在某些方面类似于从地球中提取贵金属的过程。因此，这个过程被称为“比特币挖矿”。正如比特币白皮书中所述： 不断增加固定数量的新币类似于金矿工人耗费资源将黄金加入流通。在我们的案例中，耗费的是CPU时间和电力。 比特币挖矿的简化概述如下：人们通过应用计算能力参与一种称为“工作量证明”（PoW）的过程，以竞争获得比特币奖励。之所以这样命名，是因为只有那些证明自己已经投入了足够资源（工作）的参与者（矿工）才有机会赢得奖励。大约每10分钟，奖励会分发给一个胜出的“矿工”。奖励有两部分 -> (1) “区块奖励”，即新铸造的比特币。在写作本文时，区块奖励设定为6.25比特币（但从2024年5月初开始，奖励将减半，之后每四年再减半，依此类推）。(2) 当前区块内所有交易相关的费用。希望进行交易的终端用户必须为拟议的交易附加一笔费用，以激励矿工将其包含在下一个区块中。目录为什么需要比特币挖矿？什么是工作证明，为什么它是必要的？比特币挖矿是如何工作的？什么是比特币的哈希算法？比特币挖矿中的难度调整是什么，为什么需要它？比特币挖矿合法吗？比特币挖矿对环境有害吗？比特币挖矿盈利吗？比特币挖矿如何影响比特币的价格？仅需 30 美元就能起步购买从比特币、比特币现金、以太坊等中选择相关文章从此处开始 →比特币快速入门指南了解比特币及其重要性的简明介绍。查看 →比特币快速入门指南了解比特币及其重要性的简明介绍。我如何创建比特币钱包？学习如何快速轻松地创建比特币钱包。了解不同的钱包类型及其各自的优缺点。查看 →我如何创建比特币钱包？学习如何快速轻松地创建比特币钱包。了解不同的钱包类型及其各自的优缺点。比特币术语查看 →比特币术语阅读我们的常见问题解答快速找到常见问题的答案。查看 →阅读我们的常见问题解答快速找到常见问题的答案。我怎样购买比特币？了解如何在几分钟内获得您的第一比特币。查看 →我怎样购买比特币？了解如何在几分钟内获得您的第一比特币。如何出售比特币？了解如何安全地将比特币兑换成本地货币。查看 →如何出售比特币？了解如何安全地将比特币兑换成本地货币。如何保障我的加密资产安全？确保您的加密资产安全，请遵循这些简单的建议。查看 →如何保障我的加密资产安全？确保您的加密资产安全，请遵循这些简单的建议。你收件箱中的 Bitcoin.com每周的重要新闻提要，加上为经济自由提供支持的教育资源和产品及服务更新注册使用 Bitcoin.com 钱包，开始安全投资已生成超过个钱包安全买卖、交易和投资比特币及其他加密货币所需要的一切立即创建您自己的钱包

比特币的工作原理 － 比特币

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Language: zh_CN

比特币的工作原理

这是个经常引起混淆的问题，下面是个简明扼要的解释！

新用户所需了解的基本知识

作为新用户，你可以开始使用比特币，而不需要理解其中的技术细节。一旦你在电脑或手机上安装一个比特币钱包，它会生成你的第一个比特币地址，并且在你需要的任何时候都可以生成更多的地址。你可以将你的地址告诉你的朋友们，他们便能够通过这个地址向你支付比特币，反之亦然。事实上，这跟电子邮件的运作方式是非常相似的，除了一个比特币地址应该只被使用一次。

余额 - 区块链

比特币区块链是整个比特币网络所依赖的公共共享总帐。所有确认的交易均包含在区块链中。这样比特币钱包可以计算出可用余额，并核实新的交易中消费方花费的确实是自己的比特币。密码学确保了区块链的完整性和时间顺序。

交易 - 私钥

一笔交易是指包含在区块链里的比特币钱包之间的价值转移。 比特币钱包保存着一份称作私钥或种子的保密数据用来为交易签名，即提供数学证据证明这些交易来自钱包的拥有者。这个 签名也确保交易发生后不会被任何人修改。所有的交易在用户之间广播，通常在接下来的10-20分钟内通过一个称作 挖矿的处理过程开始被比特币网络所确认。

处理 - 挖矿

挖矿是个将待确认的交易数据包含到区块链中，从而完成对这些交易进行确认的分布式共识系统。通过挖矿，可以强制性保证块链中的数据按时间顺序存储，保持比特币网络的中立性，且允许比特币网络上不同的计算机对系统状态达成一致。交易要获得确认，必须要被打包到一个符合非常严格的密码学规则的区块中，并通过比特币网络进行验证。这些规则可以防止对已有块的修改，因为一旦有改动，之后所有的块都将失效。挖矿的难度和中彩票相当，没人可以轻易地、连续地将新块加入到块链中。因此，没有集体和个人可以控制块链中包含什么样的内容或者替换掉块链中的部分内容以达到撤销他们交易的目的。

深入探究

这只是一份比特币的概要。如果你需要更多的细节，你可以阅读描述了比特币设计的最初的论文，开发者文档，或者查看比特币百科。

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挖矿原理

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在比特币的P2P网络中，有一类节点，它们时刻不停地进行计算，试图把新的交易打包成新的区块并附加到区块链上，这类节点就是矿工。因为每打包一个新的区块，打包该区块的矿工就可以获得一笔比特币作为奖励。所以，打包新区块就被称为挖矿。

比特币的挖矿原理就是一种工作量证明机制。工作量证明POW是英文Proof of Work的缩写。

在讨论POW之前，我们先思考一个问题：在一个新区块中，凭什么是小明得到50个币的奖励，而不是小红或者小军？

当小明成功地打包了一个区块后，除了用户的交易，小明会在第一笔交易记录里写上一笔“挖矿”奖励的交易，从而给自己的地址添加50个比特币。为什么比特币的P2P网络会承认小明打包的区块，并且认可小明得到的区块奖励呢？

因为比特币的挖矿使用了工作量证明机制，小明的区块被认可，是因为他在打包区块的时候，做了一定的工作，而P2P网络的其他节点可以验证小明的工作量。

工作量证明

什么是工作量证明？工作量证明是指，证明自己做了一定的工作量。例如，在驾校学习了50个小时。而其他人可以简单地验证该工作量。例如，出示驾照，表示自己确实在驾校学习了一段时间：

比特币的工作量证明需要归结为计算机计算，也就是数学问题。如何构造一个数学问题来实现工作量证明？我们来看一个简单的例子。

假设某个学校的一个班里，只有一个女生叫小红，其他都是男生。每个男生都想约小红看电影，但是，能实现愿望的只能有一个男生。

到底选哪个男生呢？本着公平原则，小红需要考察每个男生的诚意，考察的方法是，出一道数学题，比如说解方程，谁第一个解出这个方程，谁就有资格陪小红看电影：

因为解高次方程没有固定的公式，需要进行大量的计算，才能算出正确的结果，这个计算过程就需要一定的工作量。假设小明率先计算出了结果x＝2.5，小红可以简单地验证这个结果是否正确：

可以看出，解方程很困难，但是，验证结果却比较简单。所以，一个有效的工作量证明在于：计算过程非常复杂，需要消耗一定的时间，但是，验证过程相对简单，几乎可以瞬间完成。

现在出现了另一个问题：如果其他人偷看了小明的答案并且抢答了怎么办？

要解决这个问题也很容易，小红可以按照男生的编号，给不同的男生发送不同的方程，方程的第一项的系数就是编号。这样，每个人要解的方程都是不一样的。小明解出的x＝2.5对于小军来说是无效的，因为小军的编号是3，用小明的结果验证小军的方程是无法通过验证的。

事实上如果某个方程被验证通过了，小红可以直接从方程的第一项系数得知是谁解出的方程。所以，窃取别人的工作量证明的结果是没有用的。

通过工作量证明，可以有效地验证每个人确实都必须花费一定时间做了计算。

在比特币网络中，矿工的挖矿也是一种工作量证明，但是，不能用解多项式方程来实现，因为解多项式方程对人来说很难计算，对计算机来说非常容易，可以在1秒钟以内完成。

要让计算机实现工作量证明，必须找到一种工作量算法，让计算机无法在短时间内算出来。这种算法就是哈希算法。

通过改变区块头部的一个nonce字段的值，计算机可以计算出不同的区块哈希值：

直到计算出某个特定的哈希值的时候，计算结束。这个哈希和其他的哈希相比，它的特点是前面有好几个0：

hash256(block data, nonce=0) = 291656f37cdcf493c4bb7b926e46fee5c14f9b76aff28f9d00f5cca0e54f376f

hash256(block data, nonce=1) = f7b2c15c4de7f482edee9e8db7287a6c5def1c99354108ef33947f34d891ea8d

hash256(block data, nonce=2) = b6eebc5faa4c44d9f5232631f39ddf4211443d819208da110229b644d2a99e12

hash256(block data, nonce=3) = 00aeaaf01166a93a2217fe01021395b066dd3a81daffcd16626c308c644c5246

hash256(block data, nonce=4) = 26d33671119c9180594a91a2f1f0eb08bdd0b595e3724050acb68703dc99f9b5

hash256(block data, nonce=5) = 4e8a3dcab619a7ce5c68e8f4abdc49f98de1a71e58f0ce9a0d95e024cce7c81a

hash256(block data, nonce=6) = 185f634d50b17eba93b260a911ba6dbe9427b72f74f8248774930c0d8588c193

hash256(block data, nonce=7) = 09b19f3d32e3e5771bddc5f0e1ee3c1bac1ba4a85e7b2cc30833a120e41272ed

...

hash256(block data, nonce=124709132) = 00000000fba7277ef31c8ecd1f3fef071cf993485fe5eab08e4f7647f47be95c

比特币挖矿的工作量证明原理就是，不断尝试计算区块的哈希，直到计算出一个特定的哈希值，它比难度值要小。

比特币使用的SHA-256算法可以看作对随机输入产生随机输出，例如，我们对字符串Hello再加上一个数字计算两次SHA-256，根据数字的不同，得到的哈希是完全无规律的256位随机数：

hash256("Hello?") = ????????????????????????????????????????????????????????????????

大约计算16次，我们可以在得到的哈希中找到首位是0的哈希值，因为首位是0出现的概率是1/16：

hash256("Hello1") = ffb7a43d629d363026b3309586233ab7ffc1054c4f56f43a92f0054870e7ddc9

hash256("Hello2") = e085bf19353eb3bd1021661a17cee97181b0b369d8e16c10ffb7b01287a77173

hash256("Hello3") = c5061965d37b8ed989529bf42eaf8a90c28fa00c3853c7eec586aa8b3922d404

hash256("Hello4") = 42c3104987afc18677179a4a1a984dbfc77e183b414bc6efb00c43b41b213537

hash256("Hello5") = 652dcd7b75d499bcdc61d0c4eda96012e3830557de01426da5b01e214b95cd7a

hash256("Hello6") = 4cc0fbe28abb820085f390d66880ece06297d74d13a6ddbbab3b664582a7a582

hash256("Hello7") = c3eef05b531b56e79ca38e5f46e6c04f21b0078212a1d8c3500aa38366d9786d

hash256("Hello8") = cf17d3f38036206cfce464cdcb44d9ccea3f005b7059cff1322c0dd8bf398830

hash256("Hello9") = 1f22981824c821d4e83246e71f207d0e49ad57755889874d43def42af693a077

hash256("Hello10") = 8a1e475d67cfbcea4bcf72d1eee65f15680515f65294c68b203725a9113fa6bf

hash256("Hello11") = 769987b3833f082e31476db0f645f60635fa774d2b92bf0bab00e0a539a2dede

hash256("Hello12") = c2acd1bb160b1d1e66d769a403e596b174ffab9a39aa7c44d1e670feaa67ab2d

hash256("Hello13") = dab8b9746f1c0bcf5750e0d878fc17940db446638a477070cf8dca8c3643618a

hash256("Hello14") = 51a575773fccbb5278929c08e788c1ce87e5f44ab356b8760776fd816357f6ff

hash256("Hello15") = 0442e1c38b810f5d3c022fc2820b1d7999149460b83dc680abdebc9c7bd65cae

如果我们要找出前两位是0的哈希值，理论上需要计算256次，因为00出现的概率是162=256，实际计算44次：

hash256("Hello44") = 00e477f95283a544ffac7a8efc7decb887f5c073e0f3b43b3797b5dafabb49b5

如果我们要找出前3位是0的哈希值，理论上需要计算163=4096次，实际计算6591次：

hash256("Hello6591") = 0008a883dacb7094d6da1a6cefc6e7cbc13635d024ac15152c4eadba7af8d11c

如果我们要找出前4位是0的哈希值，理论上需要计算164=6万5千多次，实际计算6万7千多次：

hash256("Hello67859") = 00002e4af0b80d706ae749d22247d91d9b1c2e91547d888e5e7a91bcc0982b87

如果我们要找出前5位是0的哈希值，理论上需要计算165=104万次，实际计算158万次：

hash256("Hello1580969") = 00000ca640d95329f965bde016b866e75a3e29e1971cf55ffd1344cdb457930e

如果我们要找出前6位是0的哈希值，理论上需要计算166=1677万次，实际计算1558万次：

hash256("Hello15583041") = 0000009becc5cf8c9e6ba81b1968575a1d15a93112d3bd67f4546f6172ef7e76

对于给定难度的SHA-256：假设我们用难度1表示必须算出首位1个0，难度2表示必须算出首位两个0，难度N表示必须算出首位N个0，那么，每增加一个难度，计算量将增加16倍。

对于比特币挖矿来说，就是先给定一个难度值，然后不断变换nonce，计算Block Hash，直到找到一个比给定难度值低的Block Hash，就算成功挖矿。

我们用简化的方法来说明难度，例如，必须计算出连续17个0开头的哈希值，矿工先确定Prev Hash，Merkle Hash，Timestamp，bits，然后，不断变化nonce来计算哈希，直到找出连续17个0开头的哈希值。我们可以大致推算一下，17个十六进制的0相当于计算了1617次，大约需要计算2.9万亿亿次。

17个0 = 1617 = 295147905179352825856 = 2.9万亿亿次

实际的难度是根据bits由一个公式计算出来，比特币协议要求计算出的区块的哈希值比难度值要小，这个区块才算有效：

Difficulty = 402937298

= 0x18 0455d2

= 0x0455d2 * 28 * (0x18 - 3)

= 106299667504289830835845558415962632664710558339861315584

= 0x00000000000000000455d2000000000000000000000000000000000000000000

注意，难度值的数值越小，说明哈希值前面的0越多，计算的难度越大。

比特币网络的难度是不断变化的，它的难度保证大约每10分钟产生一个区块，而难度值在每2015个区块调整一次：如果区块平均生成时间小于10分钟，说明全网算力增加，难度也会增加，如果区块平均生成时间大于10分钟，说明全网算力减少，难度也会减少。因此，难度随着全网算力的增减会动态调整。

比特币设计时本来打算每2016个区块调整一次难度，也就是两周一次，但是由于第一版代码的一个bug，实际调整周期是2015个区块。

根据比特币每个区块的难度值和产出时间，就可以推算出整个比特币网络的全网算力。

比特币网络的全网算力一直在迅速增加。目前，全网算力已经超过了100EH/每秒，也就是大约每秒钟计算1万亿亿次哈希：

所以比特币的工作量证明被通俗地称之为挖矿。在同一时间，所有矿工都在努力计算下一个区块的哈希。而挖矿难度取决于全网总算力的百分比。举个例子，假设小明拥有全网总算力的百分之一，那么他挖到下一个区块的可能性就是1%，或者说，每挖出100个区块，大约有1个就是小明挖的。

由于目前全网算力超过了100EH/s，而单机CPU算力不过几M，GPU算力也不过1G，所以，单机挖矿的成功率几乎等于0。比特币挖矿已经从早期的CPU、GPU发展到专用的ASIC芯片构建的矿池挖矿。

当某个矿工成功找到特定哈希的新区块后，他会立刻向全网广播该区块。其他矿工在收到新区块后，会对新区块进行验证，如果有效，就把它添加到区块链的尾部。同时说明，在本轮工作量证明的竞争中，这个矿工胜出，而其他矿工都失败了。失败的矿工会抛弃自己当前正在计算还没有算完的区块，转而开始计算下一个区块，进行下一轮工作量证明的竞争。

为什么区块可以安全广播？因为Merkle Hash锁定了该区块的所有交易，而该区块的第一个coinbase交易输出地址是该矿工地址。每个矿工在挖矿时产生的区块数据都是不同的，所以无法窃取别人的工作量。

比特币总量被限制为约2100万个比特币，初始挖矿奖励为每个区块50个比特币，以后每4年减半。

共识算法

如果两个矿工在同一时间各自找到了有效区块，注意，这两个区块是不同的，因为coinbase交易不同，所以Merkle Hash不同，区块哈希也不同。但它们只要符合难度值，就都是有效的。这个时候，网络上的其他矿工应该接收哪个区块并添加到区块链的末尾呢？答案是，都有可能。

通常，矿工接收先收到的有效区块，由于P2P网络广播的顺序是不确定的，不同的矿工先收到的区块是有可能的不同的。这个时候，我们说区块发生了分叉：

在分叉的情况下，有的矿工在绿色的分叉上继续挖矿，有的矿工在蓝色的分叉上继续挖矿：

但是最终，总有一个分叉首先挖到后续区块，这个时候，由于比特币网络采用最长分叉的共识算法，绿色分叉胜出，蓝色分叉被废弃，整个网络上的所有矿工又会继续在最长的链上继续挖矿。

由于区块链虽然最终会保持数据一致，但是，一个交易可能被打包到一个后续被孤立的区块中。所以，要确认一个交易被永久记录到区块链中，需要对交易进行确认。如果后续的区块被追加到区块链上，实际上就会对原有的交易进行确认，因为链越长，修改的难度越大。一般来说，经过6个区块确认的交易几乎是不可能被修改的。

小结

比特币挖矿是一种带经济激励的工作量证明机制；

工作量证明保证了修改区块链需要极高的成本，从而使得区块链的不可篡改特性得到保护；

比特币的网络安全实际上就是依靠强大的算力保障的。

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