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比特币挖掘定义

什么是比特币挖掘? 很有可能你听到了“比特币挖掘”这个短语,你的大脑开始游荡到西方关于鹤嘴锄、泥土和致富的幻想中。事实证明,这个类比并不遥远。 比特币挖掘是由解决复杂计算数学问题的…

什么是比特币挖掘?

很有可能你听到了“比特币挖掘”这个短语,你的大脑开始游荡到西方关于鹤嘴锄、泥土和致富的幻想中。事实证明,这个类比并不遥远。

比特币挖掘是由解决复杂计算数学问题的高性能计算机执行的;这些问题如此复杂,以至于不能用手来解决,而且复杂到足以让功能极其强大的计算机不堪重负。

关键要点

  • 比特币挖掘是通过解决一个计算难题来创造新比特币的过程。
  • 比特币挖掘对于维护比特币所基于的交易分类账是必要的。
  • 在过去的几年里,矿工已经变得非常老练,他们使用复杂的机械来加速采矿作业。
  • 比特币挖掘的结果是双重的。首先,当计算机在比特币网络上解决这些复杂的数学问题时,它们会产生新的比特币(就像采矿作业从地下提取黄金一样)。其次,通过解决计算数学问题,比特币挖掘者通过验证其交易信息,使比特币支付网络可信且安全。

    当有人在任何地方发送比特币时,这被称为交易。银行、销售点系统和实体收据记录店内或网上交易。比特币挖掘者通过将交易集中在“区块”中,并将其添加到名为“区块链”的公共记录中,来实现同样的目的然后,节点维护这些块的记录,以便将来可以对它们进行验证。

    当比特币矿商在区块链增加一项新的交易时,他们的部分工作就是确保这些交易的准确性。特别是,比特币矿商确保比特币不会被复制,这是一种被称为“双重消费”的数字货币的独特怪癖。对于印刷货币,伪造总是一个问题。但是一般来说,一旦你在商店花了20美元,账单就在店员手中。然而,对于数字货币来说,情况就不同了。

    数字信息可以相对容易地复制,因此使用比特币和其他数字货币,存在一种风险,即消费者可以复制他们的比特币,并将其发送给另一方,同时仍然持有原件。

    特殊考虑

    奖励比特币矿工

    由于一天之内有多达30万笔买卖发生,验证每笔交易对矿商来说都是一项艰巨的工作。作为对他们努力的补偿,每当矿商在区块链增加一个新的交易区块时,他们都会获得比特币。

    每开采一个区块释放的新比特币量被称为“区块奖励”。每210,000个街区奖励减半(或大约每4年一次)。2009年是50。2013年是25,2018年是12.5,2020年5月减半到6.25。

    比特币在2020年5月11日第三次成功地将其采矿奖励减半——从12.5英镑降至6.25英镑。

    这个系统将持续到2140年左右。到那时,矿工将获得网络用户支付的交易处理费。这些费用确保了矿工仍然有动力去采矿并保持网络运转。这个想法是,对这些费用的竞争将导致它们在减半后保持低水平。

    这些硬币降低了新硬币的制造速度,从而降低了可用的供应量。这可能会给投资者带来一些影响,因为黄金等其他低供应量资产可能会有高需求,推高价格。按照这种减半的速度,流通中的比特币总数将达到2100万的上限,这使得比特币完全是有限的,随着时间的推移,它的价值可能会更高。

    验证比特币交易

    为了让比特币矿商真正从验证交易中赚取比特币,必须发生两件事。首先,他们必须验证一兆字节(MB)的事务,理论上可以小到一个事务,但更多时候是几千个,这取决于每个事务存储多少数据。

    其次,为了给区块链增加一个事务块,矿工们必须解决一个复杂的计算数学问题,也称为“工作证明”他们实际上在做的是试图得出一个64位的十六进制数,称为“散列”,它小于或等于目标散列。基本上,矿工的计算机以不同的速率吐出散列——每秒百万散列(MH/s)、每秒千兆散列(GH/s)或每秒万亿散列(TH/s)——取决于单位,猜测所有可能的64位数字,直到它们达到解决方案。换句话说,这是一场赌博。

    截止到2020年8月最近一个区块的难度级别超过16万亿。也就是说,计算机产生低于目标的散列值的几率是1/16万亿。从长远来看,你用一张彩票赢得Powerball累积奖金的可能性是一次尝试选择正确散列的44,500倍。幸运的是,采矿计算机系统吐出了许多散列的可能性。尽管如此,比特币的开采需要大量的能源和复杂的计算操作。

    难度等级每2016个区块调整一次,或大约每两周调整一次,目标是保持采矿率不变。也就是说,越多的矿工在争夺一个解决方案,问题就会变得越困难。反之亦然。如果网络的计算能力被剥夺,难度会向下调整,以使挖掘更容易。

    比特币挖掘类比

    比方说,我告诉三个朋友,我在想一个1到100之间的数字,我把这个数字写在一张纸上,然后封在信封里。我的朋友们不需要猜测确切的数字,他们只需要成为第一个猜测小于或等于我所想的数字的人。而且猜的次数不限。

    假设我想到了数字19。如果朋友A猜21,他们输了,因为21>19。如果朋友B猜测16,朋友C猜测12,那么理论上他们都得到了可行的答案,因为16

    现在想象一下,我提出了“猜猜我在想什么数字”的问题,但我不是只问三个朋友,也不是在想1到100之间的数字。相反,我问的是数百万潜在矿工,我想到的是一个64位的十六进制数。现在你会发现要猜测正确的答案会非常困难。

    比特币矿工不仅要想出正确的散列,还必须第一个做到这一点。

    因为比特币挖掘本质上是猜测,在另一个挖掘者找到正确答案之前,几乎所有的事情都与你的计算机产生散列的速度有关。就在10年前,比特币挖掘还可以在普通台式电脑上竞争进行。然而,随着时间的推移,矿工们意识到通常用于视频游戏的显卡更有效,他们开始主宰游戏。2013年,比特币挖掘者开始尽可能高效地使用专门为挖掘加密货币而设计的计算机,称为专用集成电路(ASIC)。这些可以从几百美元到几万美元不等,但它们在挖掘比特币方面的效率更高。

    如今,比特币开采竞争如此激烈,以至于只有使用最新的专用集成电路才能盈利。当使用台式计算机、图形处理器或旧型号的专用集成电路时,能耗成本实际上超过了产生的收入。即使有最新的设备供你使用,一台计算机也很少足以与矿工所说的“矿池”竞争。

    矿池是一群矿工,他们结合自己的计算能力,在参与者之间分割开采的比特币。不成比例的大部分区块是由矿池开采的,而不是由个体矿工开采的。矿池和公司代表了比特币计算能力的很大一部分。

    比特币与传统货币

    消费者倾向于信任印刷货币。这是因为美元由美国的一家名为美联储的中央银行支持。除了一系列其他职责之外,美联储还监管新货币的生产,联邦政府起诉假币的使用。 

    即使是使用美元的数字支付也有一个中央机构的支持。例如,当您使用借记卡或信用卡进行在线购买时,该交易由支付处理公司(如万事达卡或维萨卡)处理。除了记录您的交易历史,这些公司还会验证交易不是欺诈性的,这是您的借记卡或信用卡在旅行时可能被暂停的一个原因。

    另一方面,比特币不受中央政府监管。相反,比特币得到了全球数百万台被称为“节点”的计算机的支持。这个计算机网络执行与联邦储备银行、维萨和万事达卡相同的功能,但有一些关键的区别。节点存储关于先前交易的信息,并帮助验证它们的真实性。然而,与那些中央权威机构不同的是,比特币节点遍布全球,并将交易数据记录在一个任何人都可以访问的公共列表中。

    比特币挖掘的历史

    在16万亿分之一的概率、缩放难度和验证事务的庞大用户网络之间,大约每10分钟验证一个事务块。但重要的是要记住,10分钟是目标,不是规则。

    截至2020年8月,比特币网络目前每秒处理不到4笔交易,每10分钟就有一笔交易在区块链被记录下来。相比之下,维萨每秒可以处理大约65,000笔交易。然而,随着比特币用户网络的持续增长,10分钟内完成的交易数量最终将超过10分钟内可以处理的交易数量。到那时,交易的等待时间将开始并继续延长,除非比特币协议发生变化。

    比特币协议的核心问题被称为“缩放”。尽管比特币矿商普遍认为,必须采取措施解决规模化问题,但对于如何解决这个问题,他们的共识却较少。已经提出了两种主要的解决方案来解决缩放问题。开发人员建议她(1)为比特币创建一个二级“链外”层,这样可以实现更快的交易,稍后可以由区块链验证,或者(2)增加每个区块可以存储的交易数量。由于每个数据块需要验证的数据更少,解决方案1将使矿工的交易更快、更便宜。解决方案2将通过增加块大小,每10分钟处理更多信息来处理扩展。

    2017年7月,约占网络计算能力80%至90%的比特币矿商和矿业公司投票通过了一项计划,该计划将减少验证每个数据块所需的数据量。

    矿工们投票决定加入比特币协议的程序被称为隔离证人(SegWit)。这个术语是“分离”和“见证”的融合,前者的意思是“分离”,后者是指“比特币交易的签名”。隔离见证意味着从一个块中分离事务签名,并将它们作为扩展块附加。虽然在比特币协议中增加一个单独的程序似乎不是很好的解决方案,但据估计,签名数据占每个交易块中处理的数据的65%。

    不到一个月后的2017年8月,一群矿商和开发商发起了一个硬叉,让比特币网络使用与比特币相同的代码库创建一种新货币。尽管该小组同意需要一种解决方案来解决sc aling,但他们担心采用隔离见证技术无法完全解决扩展问题。

    相反,他们选择了解决方案2。由此产生的货币,称为“比特币现金”,将块大小增加到8 MB,以加快验证过程,每天可进行约200万次交易。2020年8月16日,比特币现金的价值约为302美元,而比特币的价值约为11800美元。 

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    作者: 爱财富网

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