比特币矿工是如何挖矿的?

在区块链兴起之前,矿工专指挖煤矿的工人,群体印象是浑身沾满了煤屑,衣服以外都是黝黑皮肤的男人。

区块链诞生之后,矿工不再只是煤矿工人的简称,有了一种全新的含义从事虚拟货币挖矿的人。

矿工的主要工作是交易确认和数据打包,想成为一名矿工,其实也比较简单,购买一台专用的计算设备,下载挖矿软件,就可以开始挖矿。

没有激励就没有动力,人都是利己的,没有人愿意无偿地提供自己的资源为素不相识的人和系统服务。只有在满足自身利益的原则下参与,当总体的利益与个人的利益保持一致时,整个系统才会有序进行健康发展。

比特币这样的分布式系统之所以安全,是因为所有的交易信息都储存在区块链中,这条区块链在每一个参与记账的设备中都有记录。这样一来,就算全网中有某个节点出现问题,都不会影响区块链的正常运行。显然,这样的系统如果要健康运行,需要大量的节点参与记录。

那么问题来了,参与记账是需要计算资源的,为什么会有那么多人参与争夺记账权呢?

比特币创立者中本聪为比特币创造了一种激励机制,给获得记账权的节点提供比特币奖励,从而激励人们参与记账。

比特币利用密码学原理,在算法中引入哈希算法

该算法会给出一个非常困难的计算题来给全网的计算机进行计算,同时哈希算法会调整计算难度,使得每次计算得到正确的哈希值都需要十分钟左右。

而参与记账的节点计算能力(算力)越强大,第一个计算出正确哈希值、获得记账权、赢得比特币奖励的概率就越大。(注意,是概率,而不是算力最强的那个计算机就能够保证第一个计算出哈希值)

这样的一种方式与矿山挖矿很像。因此,人们生动地称呼参与记账的计算机为矿工,参与的过程称之为挖矿

下图展示了比特币的交易机制。(点击看大图)

  • 比特币每隔十分钟产生一个区块,即每隔十分钟计算机打包全网交易进入一个区块。
  • 矿工其实就是在打包游戏中争夺区块链记账权的人。
  • 谁能最快准狠地解开SHA256这个数学命题的值,谁就能赢得该区块的打包记账权。
  • 这十分钟内的每一笔交易,都会被盖上一个Timestamp的时间戳。
  • 矿工一旦赢得打包记账权,将会获得系统送出的比特币作为奖励。

比特币刚创立的四年,矿工成功开采一个区块(获得记账权)能收到50个比特币,之后每隔四年,每个区块的奖励就减半,25个、12.5个……

比特币发行总量为2100万,限量供应,因此大概到2140年这2100个比特币才会全部投入流通。

通过这样的激励机制,使得矿工们有动力参与挖矿。同时,一旦挖到比特币,他们便会更有动力去保证平台长期发展,购入高级装备来强化算力并更高效地花费能量来维护比特币的运营,推动区块链的发展。这样一种激励机制其实就好比员工持股,从而形成一种正向反馈。

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