【阿巴克】比特币矿工如何通过计算挖币？

区块链本质上是一个记录交易信息的数据块链。生成新区块所需的工作量证明是找到一个随机数，使该随机数、前一个区块的哈希值和这个新区块的交易数据组成的字符串代替哈希运算，得到的hash值满足目标难度要求。

哈希运算，简单来说就是输入任意长度的字符串进行哈希运算，得到一个较短的固定位数的字符串，称为这些输入信息的哈希值，不同的输入信息，甚至是单个标点符号差异会产生完全不同的哈希值。前一个区块的哈希值是唯一将前一个区块的信息代入哈希运算得到的哈希值。

hash值的表达式由0到9的10个数字和abcdef的6个数字组成，也就是说每个位有16种可能性。任何输入产生的哈希值的表达方式都是非常随机和不可控的。具体难度要求是指限制一个hash值表示的目标范围——hash值开头的连续位数为0。我们知道，通过随机代入该值，前1个字位为0的概率为1/16，前8位为0的概率为1/2^32，即约2^32个随机数可以得到前8位全为0的哈希值。因此，记账节点在用大量随机数代入哈希运算的过程中消耗大量的算力，直到找到一个哈希值可以让他们参与生成所需数量的0作为开始。

并且这个难度要求是根据全网算力的变化来调整的。比特币网络共识每产生2016个区块后，全网节点重新评估算力水平，确定新的难度要求，确保找到目标。随机数时间约为10分钟。

比特币的概念是由一位化名“中本聪”的网络极客于 2009 年提出的。它是一种去中心化的数字货币，由大量计算生成，不依赖于特定货币机构按照特定算法发行。 . “这样可以理解，比特币系统是一个巨大的、不断更新的账本。每个页面称为一个区块，按时间顺序连接时，称为比特币区块链。每 10 分钟添加一个新块。 ，其中包含过去 10 分钟内系统中发生的一些事务。每笔交易都将完整地记录在这个账本中，而比特币就是记录在账本中的钱。”孙晓晓解释道，“其实我们的电子银行系统也是一个账本，支付宝也是一个账本，里面也记录了每个人的交易记录。但比特币与银行和支付宝的区别在于，比特币的交易信息并不存储在中央服务器中，而是存储在所有连接到比特币网络的计算机中。”在比特币的工作量证明机制下，比特币网络中的任何人都可以争取记账权，谁先解决了记账相关的数学题，谁就可以记账。这种数学题有一个特点——难解易验证。”假设解决方案是掷 3 个骰子，那么谁掷出小于 5 的数字就是正确的。比较难扔，但是验证很简单，”孙晓晓举了个大概的例子。

但真正的问题并不是那么简单。难度相当于从1亿个骰子中掷出一个小于1亿的数字50。谁先扔，谁就有记账的权利。此时1亿和50是一个哈希值，掷骰子的过程称为哈希碰撞，挖矿算力的单位是每秒多少次哈希碰撞。目前，整个比特币网络的算力达到每秒 2.36 万亿次哈希冲突，相当于 20 万多个 50 米长的标准游泳池中的水滴数量。但即使有这么大的算力，也需要10分钟左右才能碰撞出一个符合要求的哈希值。 “矿工”的任务是参与会计权的竞争。他们每天 24 小时进行哈希冲突。这个过程称为“挖矿”。这种动机的原因是，谁保留了这本书，就会得到新生成的比特币的奖励。但是，记账的奖励正在减少。比特币诞生之初，账本的每一页，账本的内容就是系统在 10 分钟内产生的几十笔交易，你可以获得 50 个比特币，但是​​根据中本聪的算法，和后来每页记录25个奖励，依次递减，就像挖金子一样，一开始挖的多，后来越来越少。每次新的奖励减半，称为比特币产量减半。 “挖矿”主要有四大功能：一是发行可流通的新比特币；二是确认交易，记账；三是账本增加一页，即打包交易形成“矿场”；数量证明机制确保比特币账本不能被随意篡改。 “有人说挖比特币太耗电，完全没有意义，但目前比特币系统的市值已经超过100亿美元。按照目前的比特币价格，每年新挖出的比特币市值是6亿美元。上面，另外，比特币挖矿解决了一个弃电问题。中国在2015年弃电500亿千瓦时。目前中国有很多大型矿场，我们的矿场在西藏和四川，解决了很多地方弃水弃电的问题。”孙晓晓认为矿机挖币是骗局吗，他的工作是“一根网线解决”很多地区能源过剩，无法消耗的问题。 “当场解决问题矿机挖币是骗局吗，兑换成比特币，将价值传递给世界，甚至还省下铺设电网的钱。”

从客观的角度来看，挖矿就是维护整个比特币网络的稳定运行，保证整个网络的稳定。这就是挖矿的意义！

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