科普丨什么是加密钱币挖矿？_数字货币

[2021-02-10 09:30:12] 来源：编辑：wangjia 点击量：

评论 点击收藏

导读： DeFi新玩法丨关于DeFi指数的发展预测DeFi的基础已经搭建得差不多，下一步会基于此构建各种结构性产品作者：Jerry Qi 翻译编辑：Olivia 泉源：btcwires 当我照样一个七

DeFi新玩法丨关于DeFi指数的发展预测

DeFi的基础已经搭建得差不多，下一步会基于此构建各种结构性产品

作者：Jerry Qi

翻译编辑：Olivia

泉源：btcwires

当我照样一个七年级的学生时，我就已经被加密钱币的天下吸引住了。早先，我以为这简直就是一个免费的钱币天生器，只要我让我的笔记本电脑像风火轮一样呼呼地运行Crypto-mining软件，它就会给我免费的加密钱币。

最后，我的笔记本电脑确实发生了加密钱币，然而，只有异常异常少的加密钱币。

我用我的笔记本电脑做的事情，本质上是 "加密挖矿"。

"挖矿"

你可能听说过加密钱币比特币，也听说过一个叫 "挖矿 "的名词与这类加密钱币有关。

加密钱币挖矿，简朴来说，就是矿工或小我私家使用装备从事支持区块链网络的 "事情"，以获得加密钱币奖励的历程。

Onenote上的小型P2P网络草图

区块链：它是一种网络分布式纪录或分布式账本，纪录那些人们在网络上的行为。因此，对于加密钱币的区块链网络来说，区块链的功效将是纪录网络上小我私家的买卖。

在这篇文章中，我将以比特币为例，解读挖矿背后的意义。

回到矿工的 "事情 "这个话题。为了让矿工获得比特币的奖励，矿工要做的简朴 "事情 "就是对比特币区块链上的买卖举行验证。

在验证时，挖矿者将执行一系列检查，以确保分配的买卖是正当的，而且买卖参与者不会支付相同数目的加密钱币两次。例如，当Joe给Brandon发送了12个比特币，而Brandon试图给Tony发送7个比特币和Max 8个比特币，这将被认为是一笔敲诈买卖，由于7+8 12。我适才给出的情形是 "双花问题 "的一个例子：Brandon试图两次消费同一个比特币。

在矿工已经验证了0-4兆字节之间的比特币买卖（约莫1500-3000笔买卖），相当于一个区块的近似最大巨细。他们已经完成了对照容易的一半事情，以获得比特币奖励。然而，在验证之前的义务是最庞大的，使矿工有资格验证买卖。

挖矿业的运气部门

通过率先解决一个字符串序列的盘算，也就是所谓的确立事情证实(Proof of Work)。确立事情证实(Proof of Work)是矿工们最需要盘算力的历程。(下面我将在后面的章节中注释为什么叫事情证实(Proof of Work))

为了明白事情证实(Proof of Work)算法，你必须先熟悉区块链中的 "哈希 "一词。

网络检测区块链中区块的窜改的方式是通过其哈希值 ; 由区块中的信息界说的数字和字符组成的长字符串。通过把数据通过哈希函数，好比比特币使用的SHA-256使用，就会发生一个针对该特定输入的序列。意思是说，若是输入数据哪怕改变一个字符，输出的哈希值就会完全改变。另外，哈希是一个可加密但不能解密的效果，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方式。确立事情证实(Proof of Work)需要矿工运行哈希算法来 "预测 "问题的合适谜底。对于比特币区块链网络来说，矿工必须率先确立一个相符一定要求的哈希值，这个哈希值被称为 "目的哈希"。

预测目的哈希的需要信息就存在于新区块的区块头中。包罗：区块版本号，时间戳，前一个区块的哈希值，以及目的哈希值。

onenote上的预测历程草图

目的哈希的谜底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天生的。

若是谜底相符目的哈希的要求，该区块就会被添加到区块链中。最先验证买卖并找出添加到该区块哈希中的谁人nonce的矿工，就会获得比特币的奖励。否则，他们就会不停实验寻找有用的目的值。

由于哈希算法的随机性，我们需要做大量的随机预测来确定知足目的哈希的数值。

泉源：Investopedia

只管自己想找到nonce已经相当难题，而且在同一个网络上另有≥百万的其他个体与你竞争，使得一个装备获得比特币奖励的几率类似于中彩票的几率。因此，你可以通过提高处置能力或使用多台装备来获得更快的Hash Rate（单元包罗：KH/s、MH/s、GH/s等）。

Hash-rate一词可以注释为一个或一组装备盘算数字和验证买卖速率有多快的量（是盘算能力的衡量标准）。

共识机制

像比特币区块链这样去中央化P2P的网络，没有中央主要人物，只能凭据差别的共识机制举行决议。共识机制在买卖验证的同时，也奠基了挖矿的目的。

泉源：维基百科

共识机制有许多形式，但它们都是为了同一个目的："核实并确保纪录的真实性和完整性"（泉源：Tech in Asia）。现在主要有三种机制：事情证实(Proof of Work)、权益证实和权力证实。在本文中，我将重点先容共识的事情证实(Proof of Work)方式。

说到挖矿，这总结了事情证实(Proof of Work)模式的事情原理：小我私家首先要确立一个事情证实(Proof of Work)，然后他们验证比特币买卖以确保区块链中的纪录是真实的。然而，在验证买卖之前先让我们深入领会一下事情证实(Proof of Work)的目的。

事情证实(Proof of Work)的历史和目的

这种事情证实(Proof of Work)的想法在1993年就已经泛起，由Cynthia Dward和Moni Naor在一篇论文（On Memory-Bound Functions For Fighting Spam）上提出，文中注释了阻止垃圾邮件的差别方式。这篇论文的重点是通过盘算能力来发送电子邮件的想法。

例如，若是你想通过电子邮件给我发送一条信息，那么你必须证实你仅仅为了给我发送这条信息就花费了好比说30秒的盘算能力。由于现代盘算机的速率很快，在这种情形下，垃圾信息/邮件/买卖就成了一个大问题。然则，通过给每个操作设置一个 "工价"，就可以大大削减垃圾信息。

在onenote上验证勤劳的门钥匙例子

简而言之，"prover "向 "vercker "证实他们在一定的时间距离内投入了一定的盘算能力。随着时代的生长，比特币的创造者 "中本聪 "修改了让比特币矿工天生数据片断的想法，这是对照难题的部门。而网络上的其他人要验证它是否真的知足目的哈希值就很容易了，由于他们只需要把需要的数据通过SHA-256算法。

通过这种事情证实(Proof of Work)系统，就能够保证区块链等系统的平安性并确立一个验证共识，由于真正验证区块的将是一个投入了伟大盘算能力的装备。这就给了网络一个保持公平和诚信的经济理由。

若何做到这一点呢？

举例来说，若是发生了敲诈买卖并被批准，用户就会变得 "犹豫不决"转而使用其他加密货而且降低价钱。从经济上来说，矿工，也就是做比特币 "生产 "的人，会由于价钱下跌而不开心。而与此同时，只有控制矿工才有足够的盘算能力来触发敲诈性验证。以是，矿工们的事情念头就会转向珍爱买卖，以确保币价不跌。

事情证实(Proof of Work)机制的劣势

虽然事情证实(Proof of Work)被用于一些最大的加密钱币（比特币、以太坊等）上，但这并不意味着其是最高效、最平安的系统。

泉源：BBC

消耗功率事情证实(Proof of Work)的历程需要花费大量事情，由于盘算机只是通过粗暴的方式用所有的可能性来预测准确谜底。这一方式虚耗大量的电力和资源。从更大的局限来看，想象一下，全天下所有的矿工都在试图 "挖矿 "以获得比特币的奖励同时虚耗着资源，若是他们不先猜出nonce甚至对网络没有孝敬。

违反了去中央化的理念

由于挖矿需要花费大量的电费，矿工们确立了中央矿场，控制了大部门的区块验证。这险些让P2P去中央化的想法变得毫无用处由于这意味着只有控制矿工才会赞成攻击网络。电力成本也促使矿商群集在电力成本较低、利润较高的地方，以便开展挖矿流动。集中决议权。

事情证实(Proof of Work)的替换方案

如上所述，另有其他共识机制能够取代PoW。例如：Proof of Stake、Proof of Authority和Proof of Capacity。Proof of Stake通过验证者钱包里的钱币数目来确定买卖验证者。如果你想象一群人买彩票。买彩票最多的人将有更大的中奖机遇。

这与股权证实类似，若是你的钱包里有最多的加密钱币，你将有最大的机遇成为验证者并获得奖励。权限证实通过小我私家的 "可信度 "来确定买卖验证者。

想象一下，一群人选择几个最值得信托、信誉最好的人去验证买卖的有用性。能力证实通过小我私家对网络内存空间的孝敬来确定验证者。这种机制允许网络上的孝敬节点共享内存空间，以是孝敬的装备拥有的内存越多，它成为验证者和获得奖励的可能性就越大。上述这些方式所需要的盘算量大大削减，在买卖的验证中可以加倍省电。

总结

挖矿行为是验证和天生事情证实(Proof of Work)的历程。天生事情证实(Proof of Work)允许矿工验证买卖。天生事情证实(Proof of Work)是一个数字预测和强迫的历程。事情证实虚耗电(Proof of Work wastes electricity)，除了事情证实(Proof of Work)，另有其他方式，如利害关系证实(Proof of Stake)、能力证实(Proof of Capacity)、权力证实(Proof of Authority)