什么是加密货币挖矿？

作者| Jerry Qi

来历：btcwires

当我仍是一个七年级的学生时，我就现已被加密钱银的世界吸引住了。起初，我觉得这简直便是一个免费的钱银生成器，只需我让我的笔记本电脑像风火轮一样呼呼地运转Crypto-mining软件，它就会给我免费的加密钱银。

最终，我的笔记本电脑确实发生了加密钱银，但是，只要非常非常少的加密钱银。

我用我的笔记本电脑做的事情，本质上是 "加密挖矿"。

"挖矿"

你或许听说过加密钱银比特币，也听说过一个叫 "挖矿 "的名词与这类加密钱银有关。

加密钱银挖矿，简单来说，便是矿工或个人运用设备从事支持区块链网络的 "作业"，以取得加密钱银奖赏的进程。

Onenote上的小型P2P网络草图

区块链：它是一种网络分布式记载或分布式账本，记载那些人们在网络上的行为。因此，对于加密钱银的区块链网络来说，区块链的功用将是记载网络上个人的买卖。

在这篇文章中，我将以比特币为例，解读挖矿背后的含义。

回到矿工的 "作业 "这个论题。为了让矿工取得比特币的奖赏，矿工要做的简单 "作业 "便是对比特币区块链上的买卖进行验证。

在验证时，挖矿者将执行一系列查看，以确保分配的买卖是合法的，而且买卖参与者不会支付相同数量的加密钱银两次。例如，当Joe给Brandon发送了12个比特币，而Brandon企图给Tony发送7个比特币和Max 8个比特币，这将被认为是一笔诈骗买卖，由于7+8>12。我方才给出的状况是 "双花问题 "的一个例子：Brandon企图两次消费同一个比特币。

在矿工现已验证了0-4兆字节之间的比特币买卖（大约1500-3000笔买卖），适当于一个区块的近似最大巨细。他们现已完成了比较简单的一半作业，以取得比特币奖赏。但是，在验证之前的使命是最复杂的，使矿工有资格验证买卖。

挖矿业的运气部分

经过首先解决一个字符串序列的核算，也便是所谓的创立作业证明(Proof of Work)。创立作业证明(Proof of Work)是矿工们最需求核算力的进程。(下面我将在后面的章节中解说为什么叫作业证明(Proof of Work))

为了了解作业证明(Proof of Work)算法，你有必要先了解区块链中的 "哈希 "一词。

网络检测区块链中区块的篡改的办法是经过其哈希值 ; 由区块中的信息定义的数字和字符组成的长字符串。经过把数据经过哈希函数，比方比特币运用的SHA-256运用，就会发生一个针对该特定输入的序列。意思是说，假设输入数据哪怕改动一个字符，输出的哈希值就会完全改动。别的，哈希是一个可加密但不行解密的结果，因此，它不能用来获取原始数据，只能作为验证哈希的输入数据是否相同的一种办法。

创立作业证明(Proof of Work)需求矿工运转哈希算法来 "猜想 "问题的适宜答案。对于比特币区块链网络来说，矿工有必要首先创立一个契合必定要求的哈希值，这个哈希值被称为 "方针哈希"。

猜想方针哈希的必要信息就存在于新区块的区块头中。包含：区块版本号，时刻戳，前一个区块的哈希值，以及方针哈希值。

onenote上的猜想进程草图

方针哈希的答案是由前一个区块的哈希值、现区块买卖数据，加上0-4,294,967,296的整数（简称nonce），然后放入哈希算法中生成的。

假设答案契合方针哈希的要求，该区块就会被添加到区块链中。最早验证买卖并找出添加到该区块哈希中的那个nonce的矿工，就会得到比特币的奖赏。否则，他们就会不断尝试寻觅有效的方针值。

由于哈希算法的随机性，咱们需求做很多的随机猜想来确认满足方针哈希的数值。

来历：Investopedia

尽管自己想找到nonce现已适当困难，而且在同一个网络上还有≥百万的其他个体与你竞赛，使得一个设备取得比特币奖赏的几率类似于中菜票的几率。因此，你可以经过提高处理才能或运用多台设备来取得更快的Hash Rate（单位包含：KH/s、MH/s、GH/s等）。

Hash-rate一词可以解说为一个或一组设备核算数字和验证买卖速度有多快的量（是核算才能的衡量标准）。

一致机制

像比特币区块链这样去中心化P2P的网络，没有中心主要人物，只能依据不同的一致机制进行决议计划。一致机制在买卖验证的一起，也奠定了挖矿的意图。

来历：维基百科

一致机制有很多方法，但它们都是为了同一个方针："核实并确保记载的实在性和完整性"（来历：Tech in Asia）。

目前主要有三种机制：作业证明(Proof of Work)、权益证明和权力证明。在本文中，我将要点介绍一致的作业证明(Proof of Work)办法。

说到挖矿，这总结了作业证明(Proof of Work)形式的作业原理：个人首先要创立一个作业证明(Proof of Work)，然后他们验证比特币买卖以确保区块链中的记载是实在的。但是，在验证买卖之前先让咱们深化了解一下作业证明(Proof of Work)的意图。

作业证明(Proof of Work)的历史和意图

这种作业证明(Proof of Work)的主意在1993年就现已呈现，由Cynthia Dward和Moni Naor在一篇论文（On Memory-Bound Functions For Fighting Spam）上提出，文中解说了阻止废物邮件的不同办法。这篇论文的要点是经过核算才能来发送电子邮件的主意。

例如，假设你想经过电子邮件给我发送一条信息，那么你有必要证明你只是为了给我发送这条信息就花费了比方说30秒的核算才能。

由于现代核算机的速度很快，在这种状况下，废物信息/邮件/买卖就成了一个大问题。但是，经过给每个操作设置一个 "工价"，就可以大大削减废物信息。

在onenote上验证勤劳的门钥匙例子

简而言之，"prover "向 "vercker "证明他们在必定的时刻间隔内投入了必定的核算才能。

跟着时代的展开，比特币的创造者 "中本聪 "修改了让比特币矿工生成数据片段的主意，这是比较困难的部分。而网络上的其他人要验证它是否真的满足方针哈希值就很简单了，由于他们只需求把需求的数据经过SHA-256算法。

经过这种作业证明(Proof of Work)体系，就能够确保区块链等体系的安全性并建立一个验证一致，由于真实验证区块的将是一个投入了巨大核算才能的设备。这就给了网络一个保持公平缓诚信的经济理由。

怎么做到这一点呢？

举例来说，假设发生了诈骗买卖并被同意，用户就会变得 "犹豫不决"转而运用其他加密货而且下降价格。从经济上来说，矿工，也便是做比特币 "生产 "的人，会由于价格跌落而不高兴。而与此一起，只要操控矿工才有足够的核算才能来触发诈骗性验证。所以，矿工们的作业动机就会转向保护买卖，以确保币价不跌。

作业证明(Proof of Work)机制的劣势

尽管作业证明(Proof of Work)被用于一些最大的加密钱银（比特币、以太坊等）上，但这并不意味着其是最高效、最安全的体系。

来历：BBC

消耗功率

作业证明(Proof of Work)的进程需求消耗很多作业，由于核算机只是经过粗犷的办法用所有的或许性来猜想正确答案。这一办法浪费很多的电力和资源。从更大的规模来看，幻想一下，全世界所有的矿工都在企图 "挖矿 "以取得比特币的奖赏一起浪费着资源，假设他们不先猜出nonce乃至对网络没有奉献。

违背了去中心化的理念

由于挖矿需求消耗很多的电费，矿工们建立了中心矿场，操控了大部分的区块验证。这简直让P2P去中心化的主意变得毫无用处由于这意味着只要操控矿工才会同意进犯网络。

电力本钱也促进矿商聚集在电力本钱较低、赢利较高的地方，以便展开挖矿活动。集中决议计划权。

作业证明(Proof of Work)的替代计划

如上所述，还有其他一致机制能够取代PoW。例如：Proof of Stake、Proof of Authority和Proof of Capacity。

Proof of Stake经过验证者钱包里的钱银数量来确认买卖验证者。

假设你幻想一群人买菜票。买菜票最多的人将有更大的中奖时机。这与股权证明类似，假设你的钱包里有最多的加密钱银，你将有最大的时机成为验证者并取得奖赏。

权限证明经过个人的 "可信度 "来确认买卖验证者。

幻想一下，一群人选择几个最值得信任、信誉最好的人去验证买卖的有效性。

才能证明经过个人对网络内存空间的奉献来确认验证者。

这种机制允许网络上的奉献节点共享内存空间，所以奉献的设备拥有的内存越多，它成为验证者和取得奖赏的或许性就越大。

上述这些办法所需求的核算量大大削减，在买卖的验证中可以愈加省电。

总结

挖矿行为是验证和生成作业证明(Proof of Work)的进程。

生成作业证明(Proof of Work)允许矿工验证买卖。

生成作业证明(Proof of Work)是一个数字猜想和强迫的进程。

作业证明浪费电(Proof of Work wastes electricity)，除了作业证明(Proof of Work)，还有其他办法，如利害关系证明(Proof of Stake)、才能证明(Proof of Capacity)、权力证明(Proof of Authority)

视野开拓

我们中国人已经麻木到了连真假是非否很混沌的状态，听惯了假话，还听得那么顺耳，我可以说，全世界找不到另外一个国家的人，全民性地对金钱和物质的渴望和贪婪能够超越今天的中国人。但是我们在任何场合下，都听正经，所以说当女孩子在台上说她们想要宝马，想要房子的时候，我们反而觉得受不了。 其实，对于人来说，金钱永远不是第一重要的东西，但永远是第二重要的东西，所以拜金无罪。但是拜金有一个前提，你得找到第一重要的东西，那就是你得“灵魂”，这个林混也许是真爱，也许是正义，也许是良心，也许是其他品德。每个人都必须追求灵魂，不然的话，拜金就会变成一个怪兽，再经过个别媒体的放大，必然会早场非常严重的后果，毒害我们的下一代，从而使我们的下一代成为没有灵魂的拜金主义者。 仔细想想，这些穷人除了嫁大款之外，似乎也没有其他的上升渠道了，这才是有这么多人产生致命扭曲想法的原因。换个角度说，当我们在骂这些人拜金的时候，我们有没有想到这个社会其实并没有给他们一个公平成长的机会。我们整个社会上升的渠道已经被少数人掌控了。当这些年轻人感觉到前途无望的时候，她们发现只是一艘船可以搭，就是嫁人，嫁给什么样的人才能有出头的机会呢？对于她们来说，嫁个有钱算是不错的选择。对于农民来说，农村子女子过得时候，可以通过读书的方式，离开农村，进入城市，从而实现脱贫致富。现在这个路子似乎也被堵住了，光靠读书是不行了，因为读书完之后找不到工作，然后再读研，还是找不到事，再读博……大家有没有发现，我们这个社会已经剥夺了农村子弟上升的渠道。这些年轻人看起来好像是拜金，其实又回到了我们刚才讲得话题了，拜金所反映的是整个社会的一个问题，其实每一个拜金女、拜金男的背后，都有一个心酸的心灵。-《郎咸平说：我们的日子为什么这么难》