当你听说比特币“挖矿”的时候,你会想到从地下挖出硬币。但是比特币是虚拟的,那么我们为什么称它为采矿呢?

因为这与黄金开采类似,比特币存在于协议的设计中(就像黄金存在于地下一样),但它们还没有被公之于众(就像黄金还没有被挖掘出来一样)。比特币协议规定,在某个时间点将存在2100万比特币。“矿工”所做的就是让他们暴露在阳光下,一次只暴露几个。

比特币矿业是如何工作的

他们这样做是为了奖励创建经过验证的交易块,并将它们包含在区块链中。

比特币节点

回溯一下,让我们讨论一下“节点”。节点是一台功能强大的计算机,它运行比特币软件,通过参与信息的传递,帮助比特币保持运行。任何人都可以运行一个节点,你只需要下载比特币软件(免费),并打开一个特定的端口(缺点是它会消耗能量和存储空间——在编写代码时,网络大约占用145GB)。节点在网络上传播比特币交易。一个节点将信息发送给它知道的几个节点,谁将把信息传递给他们知道的节点,等等。这样它就能很快地绕过整个网络。

有些节点是挖掘节点(通常称为“矿工”)。将未完成的交易分组到块中,并将其添加到区块链中。他们是怎么做到的?通过解决一个复杂的数学难题,这是比特币程序的一部分,并将答案包含在块中。需要解决的难题是找到一个数字,当它与块中的数据结合并通过哈希函数传递时,会产生一个在一定范围内的结果。这比听起来难多了。

(对于琐事爱好者来说,这个数字被称为“nonce”,它是“曾经使用过的数字”的串联。)就比特币而言,nonce是一个介于0到4,294,967,296之间的整数。

比特币节点

解决这个难题

他们是怎么找到这个数字的?通过随机猜测。哈希函数使得无法预测输出结果。所以,矿工猜测神秘的数字和应用哈希函数的组合猜测数字和数据块。结果哈希必须以预先确定的0个数开始。没有办法知道哪个数是有效的,因为两个连续的整数会产生非常不同的结果。更重要的是,可能有几个nonces会产生所需的结果,或者可能一个也没有(在这种情况下,矿工会继续尝试,但是使用不同的块配置)。

第一个在期望范围内获得结果哈希的矿工向网络的其余部分宣布其胜利。所有其他矿工立即停止工作,并开始试图找出下一个神秘的数字。作为对其工作的奖励,获胜的矿工得到了一些新的比特币。

经济学

在写作时,奖励是12.5个比特币,在写作时价值近20万美元。

虽然这个交易并不像听起来那么轻松。有很多挖掘节点都在争夺这种回报,这是一个关于运气和计算能力的问题(你猜得越多,你就越幸运)。

挖掘节点的成本也相当大,不仅因为强大的硬件需要(如果你有一个比你的竞争对手更快的处理器,你有一个更好的机会找到正确的号码之前做的),但也因为这些处理器运行消耗大量的电力。

而且,作为解决这一难题的奖励而奖励的比特币数量将会减少。现在是每十分钟12.5个比特币奖励,但大约每四年就会减半(下一个可能是2020-21年)。未来几年,比特币相对于电力和硬件成本的价值可能会上升,以部分弥补这一损失,但目前还不确定。

困难

计算的难度(哈希字符串开头所需的0数)经常被调整,因此处理一个块平均需要大约10分钟。

为什么10分钟?这是比特币开发者认为,在达到2100万比特币的最大数量(预计在2140年的某个时间)之前,新比特币的数量持续减少是必要的。

如果你做到了这一步,那么恭喜你!关于这个系统还有很多东西要解释,但至少现在您已经大致了解了编程的天才和概念。我们第一次有了一个系统,可以以分散、无信任和防篡改的方式方便地进行数字传输。其影响可能是巨大的。


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