ALOKEX蔡徐坤：新手常问的比特币挖矿是什么原理？

1.比特币挖矿

挖矿是消耗计算资源来处理交易，确保网络安全以及保持网络中每个人的信息同步的过程。它可以理解为是比特币的数据中心，区别在于其完全去中心化的设计，矿工在世界各国进行操作，没有人可以对网络具有控制权。这个过程因为同淘金类似而被称为“挖矿”，因为它也是一种用于发行新比特币的临时机制。然而，与淘金不同的是，比特币挖矿对那些确保安全支付网络运行的服务提供奖励。在最后一个比特币发行之后，挖矿仍然是必须的。

2.比特币挖矿原理

任何人均可以在专门的硬件上运行软件而成为比特币矿工。挖矿软件通过P2P网络监听交易广播，执行恰当的任务以处理并确认这些交易。比特币矿工完成这些工作能赚取用户支付的用于加速交易处理的交易手续费以及按固定公式增发的比特币。

新的交易需要被包含在一个具有数学工作量证明的区块中才能被确认。这种证明很难生成因为它只能通过每秒尝试数十亿次的计算来产生。矿工们需要在他们的区块被接受并拿到奖励前运行这些计算。随着更多的人开始挖矿，寻找有效区块的难度就会由网络自动增加以确保找到区块的平均时间保持在10分钟。因此，挖矿的竞争非常激烈，没有一个个体矿工能够控制块链里所包含的内容。

工作量证明还被设计成必须依赖以往的区块，这样便强制了块链的时间顺序。这种设计使得撤销以往的交易变得极其困难，因为需要重新计算所有后续区块的工作量证明。当两个区块同时被找到，矿工会处理接收到的第一个区块，一旦找到下一个区块便将其转至最长的块链。这样就确保采矿过程维持一个基于处理能力的全局一致性。

比特币矿工既不能通过作弊增加自己的报酬，也不能处理那些破坏比特币网络的欺诈交易，因为所有的比特币节点都会拒绝含有违反比特币协议规则的无效数据的区块。因此，即使不是所有比特币矿工都可以信任，比特币网络仍然是安全的。

3.挖矿是能源浪费吗？

为了保护和运行一个支付系统而消耗能源并不是一种浪费。和其它任何支付服务一样，使用比特币会产生处理成本。运行目前流行的金融系统必需的服务，比如银行，信用卡和运钞车，也消耗大量能源，虽然它们消耗的能源总量不像比特币那样是透明，也不易度量。

比特币挖矿原理的设计使其可以通过使用专门的硬件随着时间推移优化挖矿过程，从而消耗较少的能源。而挖矿的运行成本依然与需求成正比。当比特币挖矿竞争变得过于激烈且收益减少时，一些矿工会选择停止活动。此外，所有挖矿消耗的能源最终都转化为热能，而利润最多的矿工正是那些可以很好利用热能的人。一个最优的高效挖矿网络不会消耗任何额外能源。尽管这是一种理想情况，挖矿的经济原则就是个体矿工都朝着这一理想状况而努力。

4.通过挖矿帮助保护比特币的安全？

挖矿创造了一种等同于彩票的竞争机制，向块链连续添加新的交易区块对任何人来说都是非常困难的。这一机制可以防止任何个体获得能够冻结某些交易的能力，从而确保了网络的中立性。这一机制也可以防止任何个体替换一部分块链来降低他们自己的花费，否则这种做法可以被用来欺诈其他用户。挖矿机制使得撤销一个以往的交易变得极其困难，因为这需要重写该交易之后的所有区块。

5.挖矿前需要什么？

在比特币的早期，任何人都可以利用他们计算机的中央处理器寻找新的区块。随着越来越多的人开始挖矿，寻找新区块的难度大幅提高，以至于目前唯一有成本效益的方法就是使用专门的硬件。

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编译者/作者：ALOKEX蔡徐坤

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