網(wǎng)上流行的挖礦是怎么回事？

一、“挖礦”究竟是什么

所謂“挖礦”就是，將一段時(shí)間內(nèi)比特幣系統(tǒng)中發(fā)生的交易進(jìn)行確認(rèn)，并記錄在區(qū)塊鏈上，形成新的區(qū)塊，挖礦的人叫作礦工。簡單來說，挖礦就是記賬的過程，礦工是記賬員，區(qū)塊鏈就是版本。

比特幣系統(tǒng)的記賬權(quán)利是去中心化的，即每個(gè)礦工都有記賬的權(quán)利，只要成功搶到記賬權(quán)，礦工就能獲得系統(tǒng)新生成的比特幣獎(jiǎng)勵(lì)。從這個(gè)意義上來說，挖礦就是生產(chǎn)比特幣的過程。

中本聰最初設(shè)計(jì)比特幣時(shí)規(guī)定沒生產(chǎn)210000個(gè)區(qū)塊，比特幣獎(jiǎng)勵(lì)減半一次，直至比特幣不能再被細(xì)分，因?yàn)楸忍貛诺目偭渴怯邢薜模忍貛乓脖环Q為數(shù)字黃金。比特幣生產(chǎn)也俗稱挖礦。

二、挖礦必備工具

比特幣通過挖礦生產(chǎn)，每10分鐘全網(wǎng)礦工一起計(jì)算一道算術(shù)題，只要先算出答案，就相當(dāng)于挖到了這個(gè)區(qū)塊，該礦工就能獲得系統(tǒng)新生的比特幣獎(jiǎng)勵(lì)。

在比特幣剛誕生的時(shí)候，通過計(jì)算機(jī)的CPU便可以挖礦，隨著挖礦的礦工越來越多，目前用CPU已經(jīng)不能挖出比特幣了，大家開始用礦機(jī)挖礦。

挖礦必備工具：1.挖礦機(jī)；2.比特幣地址；3.挖礦軟件。

目前，比特幣網(wǎng)絡(luò)算力太大，個(gè)人購置少量礦機(jī)，是很難挖出區(qū)塊的，很多礦工只能加入礦池一起挖；礦場只負(fù)責(zé)計(jì)算，礦池負(fù)責(zé)信息打包。挖到比特幣后，根據(jù)礦場的算力占比分配收益，此保證更加穩(wěn)定的投入產(chǎn)出。

三、礦工是怎么挖礦的

區(qū)塊鏈誕生后，礦工不再只是煤礦工人的簡稱，而是一種全新的含義。從事虛擬貨幣挖礦的人和傳統(tǒng)的“礦工”不同，區(qū)塊鏈領(lǐng)域的礦工具有更多的科技色彩。礦工的主要工作是交易確認(rèn)和數(shù)據(jù)打包。

礦工需要購買一臺(tái)專用的計(jì)算機(jī)設(shè)備，下載挖礦軟件。挖礦不需要礦工親自動(dòng)手，完全由電腦在執(zhí)行特定的運(yùn)算。對(duì)于礦工來說，只要保證礦機(jī)電力供應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)連接就可以。

以比特幣為例，比特幣礦機(jī)就是通過運(yùn)行大量計(jì)算，爭奪記賬權(quán)從而獲得新生比特幣獎(jiǎng)勵(lì)的專業(yè)設(shè)備。

礦機(jī)的構(gòu)成包括：挖礦芯片。散熱片和風(fēng)扇。只執(zhí)行單一的計(jì)算機(jī)程序、耗電量更大，挖礦實(shí)際是礦工之間算力的比拼，擁有較多算力的礦工，挖到比特幣的概率更大。

隨著全網(wǎng)算力上漲，用傳統(tǒng)的設(shè)備挖到比特幣的難度越來越大，人們開發(fā)出專門用來挖礦的芯片。芯片是礦機(jī)最核心的零件，運(yùn)作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱。為了散熱降溫，比特幣礦機(jī)一般配有散熱片和風(fēng)扇。

用戶在電腦下載比特幣挖礦軟件，用該軟件分配好每臺(tái)礦機(jī)的任務(wù)就可開始挖礦。每種幣的算法不同，所需要的礦機(jī)也各不相同。

四、中本聰與“挖礦”

對(duì)于區(qū)塊鏈來說，挖礦是必要的嗎？為了解答這個(gè)問題，我們先來說下究竟什么是“挖礦”？以比特幣為例，沒產(chǎn)生一比交易，并不算完成，只有將交易數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫，才算成立，對(duì)方才能真正收到錢。首先，所有的交易數(shù)據(jù)都會(huì)傳送到礦工，礦工負(fù)責(zé)把這些交易寫入?yún)^(qū)塊鏈。

計(jì)算哈希的過程叫挖礦，計(jì)算哈希的機(jī)器就叫礦機(jī)，操作礦機(jī)的人就叫礦工。根據(jù)比特幣協(xié)議，一個(gè)區(qū)塊的大小最大是1MB，而一筆交易大概是500字節(jié)，因此一個(gè)區(qū)塊最多可以包括2000多筆交易。礦工負(fù)責(zé)把這2000多筆交易打包在一起，組成一個(gè)區(qū)塊，然后計(jì)算這個(gè)區(qū)塊的哈希（Hash）。

中本聰故意讓添加新區(qū)塊變得困難，他的設(shè)計(jì)是：平均每10分鐘，全網(wǎng)才能生成一個(gè)新區(qū)塊，一小時(shí)只能生成六個(gè)。人為設(shè)置大量的計(jì)算及難度系數(shù)，需要大量算力才能得到當(dāng)前區(qū)塊的有效哈希，進(jìn)而將新區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈。為了讓自己第一個(gè)添加新區(qū)塊進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈，礦工之間充滿了競爭，誰先算出來了，就能享受這個(gè)區(qū)塊的全部收益；而其他礦工只能將那一頁抄寫一份，貼在自己賬本的最后面，然后又開始新的記賬過程。周而復(fù)始，生生不息，賬本一頁一頁地增加，賬本越來越厚。由此看來，挖礦其實(shí)是一種安全機(jī)制，利用密碼學(xué)哈希函數(shù)和非對(duì)稱加密，確保區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的挖礦節(jié)點(diǎn)在廣播區(qū)塊前投入大量的計(jì)算，提高作假和作惡的成本，保證已有數(shù)據(jù)不可能被篡改，確保全網(wǎng)達(dá)成共識(shí)。

筆者認(rèn)為，中本聰設(shè)計(jì)這種機(jī)制的出發(fā)點(diǎn)是為了避免系統(tǒng)受到攻擊。如果攻擊者想用搞亂賬本的方式來進(jìn)行攻擊，就需要足夠的計(jì)算能力。當(dāng)收益不足以抵消成本時(shí)，攻擊者就沒有了攻擊系統(tǒng)的動(dòng)力。所以對(duì)區(qū)塊鏈來說，建立挖礦機(jī)制還是有必要的，但未來一定會(huì)產(chǎn)生更合理高效的解決方案。