（转）比特币挖矿原理及流程

挖矿

原理与流程

要了解比特币，你应该知道的最重要的概念之一是“挖矿”。挖矿是参与维护比特币网络并通过协助生成新区块获得一定数量新比特币的节点。

当用户发布交易时，需要有人确认交易并将其写入区块链以形成新的区块。在相互不信任的系统中，谁应该这样做？比特币网络使用“挖矿”来解决这个问题。

目前每10分钟左右生成一个大小不超过1MB的区块（记录这10分钟内发生的经过验证的交易内容）09年比特币挖矿软件，连接到最长链的尾部09年比特币挖矿软件，成功每个区块的提交用户可以获得系统12.5个比特币的奖励（一定数量的区块后可以使用），以及用户在交易中附加的支付服务费。

注意：每个区块的奖励一开始是50比特币，每21万个区块自动减半，也就是4年，最终比特币总量稳定在2100万。因此，比特币是一种通缩货币。

挖矿的具体过程如下：参与者根据上一个区块的哈希值，10分钟内验证过的交易内容，加上自己猜到的随机数X，这样新区块的哈希值为小于比特币网络中给定的数字。数字越小，计算起来就越困难。系统会根据上一周期的挖矿时间每两周（即2016个区块后）调整挖矿难度（通过调整限额数），使出块时间稳定在10分钟左右。为避免震动，每次调整最大幅度为4次。

为了挖矿，参与处理区块的客户端往往需要花费大量的时间和计算能力。计算能力一般以每秒进行多少次hash计算为单位，记为h/s。

汇丰银行分析师 Anton Tonev 和 Davy Jose 表示，比特币区块链（通过挖矿）提供了一个部分的、迄今为止最好的解决方案：如何在去中心化系统中验证信任。这意味着区块链从本质上解决了依赖第三方的传统问题，因为该协议不仅满足了中心化机构追踪交易的需求，还创造了陌生人之间的信任。区块链的技术和安全流程可以在没有受信任第三方的情况下实现陌生人之间的信任。

如何查看挖矿

在 2010 年左右，采矿业仍然是一个有前途的行业。但是现在，建议不要考虑，因为从概率上讲，由于目前参与挖矿的算力太大（已经超过了大部分超级计算中心），获得比特币的收入已经可以看清电费了账单。 尤其是想着用云计算虚拟机来挖矿的，真的没有多大意义。

从普通CPU（2009年），到后来的GPU（2010年）和FPGA（2011年末），再到后来的ASIC矿机（2013年初，目前单片机算力已经达到每秒百亿次）哈希计算），现在很多矿机联合起来组成一个矿池。短短几年时间，比特币矿机技术已经完成了过去几十年集成电路技术的演进，而且还是相当有创新的。诚然，哪里有兴趣，哪里就有技术飞速发展！目前矿机主要集中在中国大陆（超过一半的算力）和欧美。在一定的计算性能下，大家都在竞争低电压、低功耗的电路设计。全网算力已经超过每秒

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哈希计算。

自然会有人认为，如果我的计算能力非常强，所有的区块都是我计算的，我拒绝承认别人交易的内容，那会破坏比特币网络。情况确实如此。基本上，如果你获得了 1/3 的算力，比特币网络就有被破坏的风险；如果你得到 1/2，你将概率性地控制整个网络。但这将需要巨大的计算成本。

那么有什么方法可以保护它吗？除了尽量避免把算力交到同一个组织手里，没有什么好的办法，这是目前的PoW（Proof of Work）协议规定的。

也有人觉得，为了计算一个区块，其实是浪费了大部分的算力（尤其是没算出来的算力）。有人提出使用所谓的PoS（Proof of Stake）和DPoS，即大节点充当多个节点的代理以节省算力的模式。如何选择大节点？很容易导致“富人越富”的问题。这实际上是完全民主与选举制度。

就个人而言，PoW 和 PoS 都不能解决所有问题。要从根本上解决问题，必须引入随机代理系统，通过算法在一定时间内只允许部分节点参与计算，并且必须向所有人发放一部分“普遍奖励”在线节点。