人人都说的比特币挖矿，到底是在挖什么？

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雷锋。《com ai Financial Review》:本文作者是中国信息与通信研究院(工业和信息化部电信研究所)专家蒙骜博士，雷锋同志为我们写了一篇专访文章。(公开号码:雷锋。com)。今后，蒙骜博士的原创区块链系列文章将继续出版，而雷锋。com和信通技术相关的平台将同时更新，所以请注意！

比特币最吸引人的地方是采矿。为什么采矿如此迷人？因为采矿可以得到比特币。当我写这篇文章的时候，比特币的价格是3900美元。如果你能挖掘一个区块，你可以获得48750美元的采矿收入和大约6000美元的交易费收入。那不是很迷人吗？

那么到底什么是采矿呢？矿工如何通过采矿获得比特币？这需要从比特币区块链系统采用的功率(工作负载证明)一致机制开始。

Pow(工作负载证明)一致性机制首先讲述了一个故事:

有一个村庄，许多事情需要一起决定。例如，有一天，村长需要所有的村民决定今天中午是在村里的大食堂包饺子还是擀面条。通常，我们能想到的方法是投票——每个村民一票，少数服从多数。然而，一些村民不想在食堂吃饭，所以他们可能会把他们的票给别人，这可能会导致不公平。大多数在食堂吃饭的人可能不会实现他们的愿望。

于是村长换了一种方式。10点50分，他用一个大喇叭向所有的村民广播:“每个人都可以选择中午去食堂包饺子还是面条。”如果你想在食堂吃饭，你会去食堂门口推那个巨大的石头。11点，石头被推到大门的东边，中午吃饺子；推到城西，中午吃面条。”

所以想去食堂的人跑去推石头。捐得多的人最终实现了他们的愿望，捐得少的人更愿意，因为这一直是村里的规矩。

这个故事讲述了一种在人们之间达成共识的方法，我们可以称之为“工作量证明机制”。用你的输出来证明你愿意选择。

在本系列的第一篇文章中，我们谈到了可以保持每个人的书籍一致的区块链体系。这种保持所有节点数据一致的机制称为一致性机制。不同的一致性算法可以获得不同性能的一致性结果，最终目标是保持数据的一致性。

记录工作量证明它不能被篡改。众所周知，在比特币系统中，记录交易是系统工作的基本方式。在比特币区块链系统中，block是记录交易的最基本的容器。目前，比特币(btc)的块大小限制为1mb(几天前诞生了一种新的虚拟货币，名为比特币现金——BCC，目前块大小限制为8mb)。因为块大小有限，所以每个块可以容纳的事务数量也是有限的。目前，比特币系统规定平均每10分钟生成一个区块。因此，挖掘者的工作方式基本上是在10分钟内收集互联网上生成的所有事务，然后将这些事务填充到一个块中。该模块大致如下表所示:

注意第一个，它被称为coinbase(采矿交易)，在任何块中都没有转出地址。没有人付给矿工钱，矿工只是写道他们得到了12.5比特币。所有节点都同意矿工这样写，这样矿工就可以获得采矿收入。

当不同的矿工填写块时，数据必须是不同的，因为每个矿工的第一项必须是不同的，并且矿工将只把采矿收入转移到他们自己的地址。因此，矿工迈克尔的硬币库是“迈克尔得到了12.5个比特币”，矿工南希的硬币库是“南希得到了12.5个比特币”。

每个矿工都填写他所收集的交易和他应得的收入，那么谁的记录会被每个人认可？比特币使用工作量证明机制，该机制允许矿工相互竞争解决数学问题。谁先解决它，谁就会被大家认可。就像开头故事中的村庄一样，每个矿工都在努力推着巨石。有一次，斯通抑制住了自己的记录，他喊道:“我的工作量证明是成功的。过来看看！”所有的矿工都来了，把账户抄在那一页，贴在他们自己的账本后面，然后开始新的记账流程。这个循环是无止境的，书一页一页地增加，书越来越厚。

当“中本聪”决定采用工作负载证明机制时，出发点是为了避免系统攻击。“中本聪”认为，如果攻击者想要通过弄乱书籍来进行攻击，他需要足够的计算能力。换句话说，他比推动斯通的大多数人都更有力量。这样，他需要付出巨大的代价，但回报不足以抵消成本，因此攻击者没有经济动机攻击比特币系统。

与推石头的方式不同，在比特币中，每个人都是通过一起计算结果来解决一个数学问题的，而不是那些拥有强大计算能力的人每次都会赢，因为有些人可能很幸运，会立刻寻找答案。那些善于计算的人这次可能就没那么幸运了，他们在经历了多次贫困之后也没能找到解决办法。然而，从概率的角度来看，找到答案的次数与他自己的计算能力在整个比特币网络中所占的比例是一致的。也就是说，如果一个矿工在整个网络中拥有30%的计算能力，基本上在1000分钟内(生成100个块)，他在30个块中找到了答案，他获得了30%的采矿收入。

然而，由于现在比特币的价格越来越高，推石头的人并不满足于自己推，而是送他们的大骡子和大马去上班。在“中本聪”的最初设计中，一个cpu有一票，计算能力被用来决定哪个矿工的账户成为最终账户。随着比特币价格的上涨，gpu挖掘开始出现。后来，人们对图形处理器的速度不满意，开始制造采矿专用芯片。专用芯片计算比特币问题的能力是普通cpu的几万倍，因此比特币不再是“一个cpu，一张选票”，这与“中本聪”的最初设计有所背离。比特币网络基本上被几个大的矿池所垄断，这背离了分散货币的初衷。

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