区块链挖矿到底是什么意思？

摘要： 一句话概括区块链挖矿，本质上是“记账”的过程， 挖矿者通过解决复杂的数学难题，来争夺下一个区块的记账权，一旦成功记账,就能获得新发行的数字货币和交易手续费作为奖励，一个生动的比喻：...

一句话概括

区块链挖矿，本质上是“记账”的过程。 挖矿者通过解决复杂的数学难题，来争夺下一个区块的记账权，一旦成功记账,就能获得新发行的数字货币和交易手续费作为奖励。

一个生动的比喻：村里的公共账本

想象一下，我们整个村子（区块链网络）只有一本公共账本（区块链）。

1. 谁来记账？ 全村有很多愿意记账的人（我们称之为“节点”或“矿工”），这本账本不是由村长一个人记的,而是大家共同维护。

2. 交易发生了怎么办？ 张三给李四转了10块钱，这个交易请求会被广播给村里的每一个人，大家都会在自己的小本子上先记下这笔交易：“张三 -> 李四：10元”。

   

3. 如何达成共识？ 现在所有人的小本子上都有了很多交易记录，但必须把这些记录整理成一页，正式写到公共账本上，这一页，在区块链里就叫做一个“区块”（Block）。

   问题来了：谁有权来写这一页呢？如果每个人都说自己来写，岂不是乱套了？村里定了一个规则：

   谁能最快地解出一道非常非常难的数学题，谁就有权把这一页账写进公共账本里。

   这道“数学题”就是所谓的“工作量证明”（Proof of Work, PoW）。

   

4. 挖矿的过程（解题）

   • 想要记账的人（矿工）会把自己记录的所有交易打包成一个“区块”。
   • 他们会用计算机不停地尝试一个叫做“哈希值”（Hash）的数字，这个过程就像在玩一个猜数字游戏，游戏的规则是：找到一个数字，把它和区块里的其他信息（前一页账本的哈希值、交易列表等）一起进行哈希运算后，得到的结果必须满足特定的条件（结果必须以一串特定的数字开头，0000”）。
   • 这个过程非常消耗计算力，没有捷径，只能靠“笨办法”一个一个去试，这个过程就叫“挖矿”（Mining）。

5. 成功与奖励

   • 谁的计算机先算出了正确的答案，谁就“挖矿成功”。
   • 这位胜利者会立刻把这个新区块广播给全村人，大家收到后，会立刻验证他算得对不对,以及里面的交易是否合法。
   • 如果大家都没意见，这个新区块就被正式添加到公共账本的最后一页,账本更新了。
   • 作为奖励，这位胜利者会获得两样东西：
     1. 区块奖励：系统新发行的一定数量的数字货币（比如比特币，目前是3.125个 BTC）。
     2. 交易手续费：区块里所有交易者支付的小额费用。

挖矿的核心目的

1. 发行新币 这是比特币等加密货币创造新币的唯一方式，没有中央银行，新币通过“挖矿”这种公平竞争的方式进入流通。

2. 维护网络安全 挖矿机制使得攻击者想要篡改账本变得极其困难，一个攻击者需要拥有全网超过51%的计算能力，才有可能算出更长的、伪造的链来覆盖掉真实的链，这个成本高到几乎不可能实现,从而保证了账本的安全性。

   

3. 达成共识 在一个去中心化的网络里，没有中间机构来裁决谁对谁错，挖矿机制通过“算力投票”的方式，让所有节点对哪个是“真正的账本”达成一致，解决了“双重支付”（同一笔钱花两次）等问题。

挖矿的演变与现状

1. 早期（个人电脑挖矿） 在比特币早期，用普通电脑的CPU就能挖矿，因为竞争者少,很容易获得奖励。

2. GPU挖矿时代 后来，人们发现显卡（GPU）在处理哈希运算方面比CPU强得多，于是进入了GPU挖矿时代,个人挖矿的难度开始增加。

3. 专业ASIC挖矿时代 为了追求极致的算力和效率，专门为挖矿设计的芯片——ASIC矿机被发明出来，它只能用来挖特定的币（比如比特币），但算力极强，耗电量也巨大，这使得个人用普通电脑挖矿变得毫无意义，挖矿逐渐走向了专业化、工业化。

4. 矿池的出现 由于个人矿工的算力太小，几乎不可能单独挖到矿，矿工们将自己的算力集中起来，组成“矿池”，大家一起挖矿，挖到矿后根据贡献的算力大小按比例分配奖励,这大大提高了挖矿的稳定性。

5. 从“挖矿”到“权益证明”（Proof of Stake, PoS） 由于“工作量证明”（PoW）挖矿消耗大量电力，且算力越来越集中，有很多人认为它不够环保和公平，许多新的区块链项目采用了“权益证明”机制。

   • PoS（权益证明）：不再是比拼谁的算力大，而是比拼谁持有的代币多、时间长，你持有的代币越多、质押的时间越长，你获得记账权（“出块”）的概率就越大，这个过程不消耗大量电力，所以更环保，有时也被称为“虚拟挖矿”。

区块链挖矿就是用计算机算力为区块链网络“工作”，从而获得数字货币报酬的过程。 它是支撑比特币等加密货币运行的核心机制之一。