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比特币挖矿原理是什么?

coinw 阅读:187 2018-08-27 11:31:19 评论:0

“学习使人进步”,这句话一点都没错。想想几个月前,我还是对区块链一无所知的典型文科生。自从开始在币乎上写文,用“输出倒逼输入”的方式,为了每天都能写上一篇,除了绞尽脑汁,剩下的就只有不断的学习。

谁曾想,几个月前啥也不懂的小白,今天能写下关于挖矿的文章来,不管写得深入不深入、合理不合理,“佩服”二字还是要送给自己。

比特币挖矿采用的是“工作量证明”机制(PoW, Proof of Work)。这种机制在加密货币领域被广泛应用。矿工们“不停的工作”,通过一个名为哈希(hash)的特殊数学方程式进行打包交易,将一笔笔交易以密码学方式打包到区块上来,获得相应的挖矿奖励。

抽丝剥茧来看,其实就是要求每台矿机把一个随机的数据添加到交易列表中,并将其称为“随机数”。因此,每个人、每台矿机都要尽可能多地尝试随机数,直到其中一个能产生正确的数并赢得比特币。

只要协议不变,整个挖矿网络基本10分钟时间就能挖一个区块,目前是一个区块奖励12.5个比特币。但随着参与挖矿的人越来越多,大家之间的算力竞争就越激烈。

当比特币还是一个小众概念时,参与挖矿的人少,一个普通的CPU上就能挖矿,所以有人用家用电脑进行挖矿。但随着参与人数的激增,CPU的算力已经无法满足需要。后来,大家开始用图形处理单器(GPU)进行挖矿。再后来,随着算力的不断增加,已经开始用极为昂贵的应用程序专用集成电路(ASIC)进行挖矿,这样能够获得比传统电脑配置高效得多的计算速率。

随着比特币挖矿进入ASIC时代,中心化的问题越发明显了。因为设备价格的高昂、计算难度的不断攀升、土地和电费成本等问题,让比特币挖矿越来越集中在少数几个大的矿池了。据说,在挖矿被禁之前,中国已经成为比特币最大的产出地。便宜的电费和相对优惠的土地政策,让很多矿场安置在四川的水电站或内蒙古的大平原上。超过90%的比特币都在中国的矿场被挖出来。而造成这种过度集中的原因,就是因为ASIC成本高昂且淘汰率高,基本只有大规模的专业矿场玩得起,普通用户基本挖不到。

为了避免过度集中的问题,以太坊就提出了抵抗ASIC。V神发明了基于智能合约的区块链技术,并创造、使用了自己发明的Ethhash算法。Ethhash是基于内存而非算力来挖矿的。这就改变了原有的挖矿格局,以前富有的ASIC矿工再也无法主导以太坊的挖矿竞赛了。

Ethhash算法,就干两件事,一是读取内存,二是用加密算法把数据混编。“用加密算法把数据混编”是一项可以通过升级计算设备来显著提高效率的工作,类似于比特币挖矿原理,所以,越高效的矿机在这一部分越有优势。

但在“读取内存”这件事情上就不一样了,不管你如何提高计算机的运算效率,你的内存读取效率仍然不会有很大的改观,因为每一次读取内寸的带宽是有限的,而现有的计算机技术又很难在这个问题上有质的突破。所以,V神所谓的“抗ASIC特性”,就是指,即使你用再昂贵的ASIC设备,挖以太币时的效率也不一定比普通电脑好多少。

这样,普通的用户有了更多参与的机会,GPU挖矿又回到了历史舞台。

比特币挖矿

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