网络挖矿是什么原理

所谓“挖矿”就是，将一段时间内比特币系统中发生的交易进行确认，并记录在区块链上，形成新的区块，挖矿的人叫作矿工。简单来说，挖矿就是记账的过程，矿工是记账员，区块链就是版本。

本教程操作环境：windows7系统、Dell G3电脑。

一、“挖矿”究竟是什么

所谓“挖矿”就是，将一段时间内比特币系统中发生的交易进行确认，并记录在区块链上，形成新的区块，挖矿的人叫作矿工。简单来说，挖矿就是记账的过程，矿工是记账员，区块链就是版本。

比特币系统的记账权利是去中心化的，即每个矿工都有记账的权利，只要成功抢到记账权，矿工就能获得系统新生成的比特币奖励。从这个意义上来说，挖矿就是生产比特币的过程。

中本聪最初设计比特币时规定没生产210000个区块，比特币奖励减半一次，直至比特币不能再被细分，因为比特币的总量是有限的，比特币也被称为数字黄金。比特币生产也俗称挖矿。

二、挖矿必备工具

比特币通过挖矿生产，每10分钟全网矿工一起计算一道算术题，只要先算出答案，就相当于挖到了这个区块，该矿工就能获得系统新生的比特币奖励。

在比特币刚诞生的时候，通过计算机的CPU便可以挖矿，随着挖矿的矿工越来越多，目前用CPU已经不能挖出比特币了，大家开始用矿机挖矿。

挖矿必备工具：1.挖矿机；2.比特币地址；3.挖矿软件。

目前，比特币网络算力太大，个人购置少量矿机，是很难挖出区块的，很多矿工只能加入矿池一起挖；矿场只负责计算，矿池负责信息打包。挖到比特币后，根据矿场的算力占比分配收益，此保证更加稳定的投入产出。

三、矿工是怎么挖矿的

区块链诞生后，矿工不再只是煤矿工人的简称，而是一种全新的含义。从事虚拟货币挖矿的人和传统的“矿工”不同，区块链领域的矿工具有更多的科技色彩。矿工的主要工作是交易确认和数据打包。

矿工需要购买一台专用的计算机设备，下载挖矿软件。挖矿不需要矿工亲自动手，完全由电脑在执行特定的运算。对于矿工来说，只要保证矿机电力供应和网络连接就可以。

以比特币为例，比特币矿机就是通过运行大量计算，争夺记账权从而获得新生比特币奖励的专业设备。

矿机的构成包括：挖矿芯片。散热片和风扇。只执行单一的计算机程序、耗电量更大，挖矿实际是矿工之间算力的比拼，拥有较多算力的矿工，挖到比特币的概率更大。

随着全网算力上涨，用传统的设备挖到比特币的难度越来越大，人们开发出专门用来挖矿的芯片。芯片是矿机最核心的零件，运作过程中会产生大量的热。为了散热降温，比特币矿机一般配有散热片和风扇。

用户在电脑下载比特币挖矿软件，用该软件分配好每台矿机的任务就可开始挖矿。每种币的算法不同，所需要的矿机也各不相同。

四、中本聪与“挖矿”

对于区块链来说，挖矿是必要的吗？为了解答这个问题，我们先来说下究竟什么是“挖矿”？以比特币为例，没产生一比交易，并不算完成，只有将交易数据写入数据库，才算成立，对方才能真正收到钱。首先，所有的交易数据都会传送到矿工，矿工负责把这些交易写入区块链。

计算哈希的过程叫挖矿，计算哈希的机器就叫矿机，操作矿机的人就叫矿工。根据比特币协议，一个区块的大小最大是1MB，而一笔交易大概是500字节，因此一个区块最多可以包括2000多笔交易。矿工负责把这2000多笔交易打包在一起，组成一个区块，然后计算这个区块的哈希（Hash）。

中本聪故意让添加新区块变得困难，他的设计是：平均每10分钟，全网才能生成一个新区块，一小时只能生成六个。人为设置大量的计算及难度系数，需要大量算力才能得到当前区块的有效哈希，进而将新区块添加到区块链。为了让自己第一个添加新区块进入区块链，矿工之间充满了竞争，谁先算出来了，就能享受这个区块的全部收益；而其他矿工只能将那一页抄写一份，贴在自己账本的最后面，然后又开始新的记账过程。周而复始，生生不息，账本一页一页地增加，账本越来越厚。由此看来，挖矿其实是一种安全机制，利用密码学哈希函数和非对称加密，确保区块链网络的挖矿节点在广播区块前投入大量的计算，提高作假和作恶的成本，保证已有数据不可能被篡改，确保全网达成共识。

笔者认为，中本聪设计这种机制的出发点是为了避免系统受到攻击。如果攻击者想用搞乱账本的方式来进行攻击，就需要足够的计算能力。当收益不足以抵消成本时，攻击者就没有了攻击系统的动力。所以对区块链来说，建立挖矿机制还是有必要的，但未来一定会产生更合理高效的解决方案。

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