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「比特幣101」(十二) – 如何挖礦?

當你聽說比特幣“採礦”時,你會想到硬幣從地面被挖出。但比特幣不是物理的,為什麼我們稱它為採礦?

因為它類似於金礦開採,比特幣存在於協議的設計中(正如黃金存在於地下),但它們還沒有被計算出來并拿出(就像黃金還沒有被挖出來一樣)。比特幣協議規定在最後將存在2100萬比特幣。“礦工們”所做的是將他們挖出。

他們以比特幣作為創建已驗證交易的獎勵,並將其包含在區塊鏈中。

生鏽,比特幣

節點

回溯一下,讓我們談談“節點”。節點是一台功能強大的計算機,它運行比特幣軟件並通過參與信息中繼來幫助保持比特幣運行。任何人都可以運行一個節點,你只需下載比特幣軟件(免費)並保持某個端口打開(缺點是它消耗能量和存儲空間 – 寫入時網絡佔用大約145GB)。節點在網絡周圍傳播比特幣交易。一個節點將信息發送到其他已知道的幾個節點,等等。最終,會很快繞過整個網絡。

一些節點是工作是挖掘節點(通常稱為“礦工”)。這些將未完成的事務分組為塊並將其添加到區塊鏈中。他們如何做到這一點?通過解決作為比特幣計劃一部分的複雜數學難題,並將答案包含塊中。需要解決的難題是找到一個數字,而這個數字是與塊中的數據結合,井通過散列函數。這比聽起來要困難得多。

(對於瑣事愛好者來說,這個數字被稱為“nonce”,它是“使用過一次的數字”的串聯。在比特幣的情況下,nonce是0到4,294,967,296 之間的整數。)

解決這個難題

他們如何找到這個號碼?是通過隨機猜測的。由於哈希函數使得無法預測輸出將是什麼。因此,礦工猜測這些神秘數字並將散列函數應用於猜測數字與塊中數據的組合。生成的哈希函數必須以預先建立的零數開始。但是沒有辦法知道哪個數字會起作用,因為兩個連續的整數會產生大不相同的結果。更重要的是,可能有幾個nonce產生所需的結果,或者可能沒有(在這種情況下礦工繼續嘗試,但使用不同的塊配置)。

當第一個礦工宣布己經獲得所需範圍內的最終散列後,所有其他礦工立即停止工作,並開始嘗試找出下一個的神秘數字。作為對其工作的獎勵,獲勝的礦工能夠獲得一些新的比特幣。

「比特幣101」(十二) - 如何挖礦?

經濟學

在撰寫本文時,獎勵是12.5比特幣,價值近8萬1千美元。

雖然聽起來並不像那麼輕鬆,但說白了,這是一個運氣和電腦計算能力的比試,當中亦有很多挖掘節點的競爭獎勵(你可以執行的猜測計算越多,你就越幸運)。

此外,作為一個採礦節點的成本是相當大的,不僅因為需要強大的硬件(如果你的處理器比競爭對手更快,你便能有更好的機會在它們之前找到正確的答案),但運行這些處理器需要大量電力消耗。

並且,作為解決難題的獎勵而授予的比特幣的數量將逐漸減少。它現在是12.5,但它每四年左右減半(下一個預計在2020-21),但電力和硬件成本的價值可能會在未來幾年內上升。

挖礦時遇到的困難

計算的難度(散列字符串開頭所需的零數)經常調整,因此處理一個塊平均需要大約10分鐘。

為什麼是10分鐘?這就是比特幣開發商認為對於穩定和減少新硬幣流量所必需的時間,直到最大數量達到2100萬(預計在2140年的某個時間)。

如果你已經做到這一點,那麼恭喜你!關於這個系統還有很多東西需要解釋,但至少現在你已經了解編程和概念的大綱了!


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