区块链中的挖矿是什么意思

挖矿节点计算机在挖矿时有两个任务要做：

第一个任务是根据 Merkle 树将比特币网络中未确认的交易组装成候选区块。包含的交易会滚动。

在创建候选区块时，矿工除了普通交易外，还添加了一个特殊的交易：coinbase 交易。如果挖矿成功，币基交易会将新区块的奖励比特币凭空转入矿工的钱包地址，从而发行这些比特币。这种特殊的交易也被称为“创币交易”，在该交易中会产生新的比特币。

挖矿节点计算机的第二个任务是真正的挖矿，即进行密码哈希计算，解决一个计算问题，竞争算力。在众多争夺记账权的节点中，谁先完成计算，它打包的区块将被添加到区块链的末尾，成为最新的区块。第一个完成计算的矿工将获得新区块的挖矿奖励。最初，当一个区块被成功挖出时，矿工可以获得 50 个比特币的奖励。根据规则，这个挖矿奖励每四年减半，到 25、12.5，以此类推。 .

我们再讨论两个问题，以深入了解比特币的工作量证明共识机制及其挖矿机制。

首先，向内看，比特币矿工在做什么？

候选块的头部有一个32位的随机数区域。矿工需要反复调整随机数并计算。目标是使整个区块的哈希值小于一个“目标值”。如果在尝试所有 32 位随机数的可能性后计算失败，则在 coinbase 中更改一个随机数，然后重复计算。

这个计算是加密哈希计算（比特币的SHA-256），没有别的办法，只能一遍又一遍地做。这个计算非常大，比如2015年底，Out大约2到第68个随机数，只有一个可以成功，大于全球总人口的平方。

有趣的是，这个挖矿计算是不对称的，你挖矿需要哈希计算的2的68次方，我想验证你确实找到了一个有效的随机数，只要一次。

第一个完成这个计算拼图的节点被打包成有效的区块，它向全网广播通知自己已经完成，经过其他节点（即其他挖矿节点挖矿下一个块在此块的基础上，生成新块）。等待6个区块后，挖矿节点可以获得这个比特币奖励。

比特币的去中心化网络可以长期运行，现在有10000多个全节点正是因为有这样的挖矿奖励机制。考虑自己利益的矿工运营和维护这个完全去中心化的网络，不属于任何人。

其次，从外部看，当参与挖矿的计算机的计算能力不断增加时，比特币的挖矿机制如何保持稳定？

比特币挖矿芯片经过几轮进化，算力越来越强：从CPU到GPU（显卡），到现场可编程门阵列（FPGA），再到现在的专用集成电路技术（ASIC），即只有比特币才能在挖矿所需的哈希计算专用芯片中。并且随着升级迭代和矿机数量的增加，接入比特币区块链网络和参与挖矿竞赛的算力越来越大。

相应地挖矿是什么意思，比特币系统也有相应的机制设计：随着算力的增长，调整目标值的难度使得挖一个区块总是需要10分钟左右。

这形成了一种动态平衡，保持了区块链网络经济激励的有效性和稳定性。确定难度的公式非常简单明了。每挖出 2016 个区块，也就是大约两周后，挖矿难度增加。将进行调整，公式为：

下一个难度 = 上一个难度 × 2016 × 10 分钟 / 生成 2016 个区块所需的时间

如果计算能力突然增加，如果幅度增加，生成上一组 2016 块所需的时间变短，那么难度会增加。在某些特殊情况下挖矿是什么意思，如果生成上一组 2016 块所需的时间变长，难度也会增加。它会下降，但很少见。

所以比特币矿工节点所做的是运行分布式账本和去中心化网络。同样重要的是，它是比特币对整个社区的发行机制和激励。

比特币挖矿是比特币唯一的发行机制。自从中本聪挖出第一个区块获得50个比特币后，比特币的加密数字货币就是这样去中心化的。方法不断被释放。

比特币区块链网络是由许多节点组成的去中心化网络，这些计算机节点加入网络并维护分布式账本，因为中本聪在设计系统时巧妙地加入了经济。激励：众多比特币矿工（即挖矿节点）争夺记账权，矿工每增加一个新区块即可获得相应的记账奖励。

比特币的经济体系是基于“竞争-记账-奖励”的循环（见图1），其中“竞争”很重要，也就是挖矿节点的算力竞争。在去中心化的网络中比如比特币系统，节点参与是出于自身利益获得经济回报，需要通过竞争获得记账权和相应的奖励。

在区块链的相关讨论中，有扩大“挖矿”一词含义的趋势。这里我们认为，只有产生区块的计算行为，即操作和维护分布式账本和去中心化网络的行为，才是真正的意义。简单来说，只有出块才是挖矿。即使放宽了要求，不再强制要求只有计算机节点出块才能挖矿，但我们还是要强调，竞争获得相应的权利和奖励，仍然是必要的。没有竞争性的奖励，就很难做到真实有效。

图 1：比特币的“竞争-记账-奖励”循环

通过讨论比特币区块链的五项技术细节，我们再次看到比特币系统在发行和交易层面都实现了完全的去中心化：

一个交易确认写入分布式账本，由去中心化网络中的不信任节点记录和确认，这些节点相互竞争自己的算力利益。

在竞争挖矿的过程中，比特币的发行是“凭空发币”，它的发币也是在这个去中心化的去中心化网络中通过算力的竞争完成的。

比特币是区块链的典型例子1.0，完成了价值表示和价值转移的概念验证（见图2）。

比特币区块链是一个非常精致的设计，它可以在没有任何人的中央协调和领导的情况下继续运行。发展。比特币可能是迄今为止最成功的加密数字货币，比特币区块链非常适合加密数字货币的应用。

比特币区块链是“区块链1.0”，专为去中心化的电子现金而设计，要广泛应用于各个领域，我们需要一个更通用、性能更好的区块链系统。

在比特币系统出现之后，以太坊出现了，通常被认为以“区块链2.0”为代表。现在，越来越多的项目争相成为“区块链2.0”@3.0。