比特幣挖礦的原理是什么？
3個(gè)回答
區(qū)塊鏈虎哥9星評(píng)價(jià)
2021-04-07 17:42:51
比特幣的挖礦原理，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一個(gè)數(shù)據(jù)的記錄過(guò)程。
我們都知道，比特幣其實(shí)是區(qū)塊鏈技術(shù)最知名的一個(gè)應(yīng)用，而區(qū)塊鏈的本質(zhì)，又是一個(gè)人人都可以參與數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)庫(kù)，比如數(shù)據(jù)更新、記錄這些事。
那么每隔一段時(shí)間，就需要有人將之前沒(méi)有經(jīng)過(guò)大家確認(rèn)的交易數(shù)據(jù)收集起來(lái)，進(jìn)行處理。問(wèn)題就來(lái)了，因?yàn)閰^(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)去中心化的體系，也意味著不存在一個(gè)所謂的公司或者團(tuán)隊(duì)來(lái)主動(dòng)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。
區(qū)塊鏈最初的創(chuàng)始人中本聰就設(shè)計(jì)了一個(gè)特殊的機(jī)制。大家都能參與進(jìn)來(lái)做數(shù)據(jù)處理，誰(shuí)處理的最快最好，誰(shuí)就能獲得數(shù)據(jù)的記賬權(quán)，并獲得相應(yīng)的比特幣獎(jiǎng)勵(lì)(這實(shí)際也是比特幣的發(fā)行過(guò)程)，所以挖礦機(jī)制的實(shí)質(zhì)就是解決上面的兩個(gè)問(wèn)題。
但是里面這個(gè)“最快最好”是明確要經(jīng)歷一系列流程的。首先礦工們(處理數(shù)據(jù)的人)要收集還沒(méi)有被記錄的原始交易信息，檢查一下這些信息是否有問(wèn)題，并將其歸集到一個(gè)數(shù)據(jù)塊中。
而每隔一段時(shí)間(大約10分鐘左右)，就需要大家來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而且只有一個(gè)人可以記賬成功。礦工們?cè)诖虬脭?shù)據(jù)塊之后，就需要通過(guò)解決一系列密碼學(xué)難題，來(lái)爭(zhēng)奪唯一記賬的權(quán)力。
每一個(gè)比特幣的節(jié)點(diǎn)都會(huì)收集所有尚未確認(rèn)的交易，并將其歸集到一個(gè)數(shù)據(jù)塊中，這個(gè)數(shù)據(jù)塊會(huì)和前面一個(gè)數(shù)據(jù)塊集成在一起。礦工節(jié)點(diǎn)會(huì)附加一個(gè)隨機(jī)調(diào)整數(shù)，并計(jì)算前一個(gè)數(shù)據(jù)塊的SHA-256哈希運(yùn)算值。挖礦節(jié)點(diǎn)不斷重復(fù)進(jìn)行嘗試，直到它找到的隨機(jī)調(diào)整數(shù)使得產(chǎn)生的哈希值低于某個(gè)特定的目標(biāo)。
當(dāng)?shù)V工找到了符合要求的哈希值之后，就可以向全網(wǎng)廣播自己的處理結(jié)果。其他的礦工則接收并檢驗(yàn)這個(gè)數(shù)據(jù)塊是否符合規(guī)則。
如果大部分覺(jué)得沒(méi)有什么問(wèn)題，滿足要求的話，那么這個(gè)礦工打包好的數(shù)據(jù)塊就會(huì)連接到整個(gè)區(qū)塊鏈上，被所有人接受，并獲得相應(yīng)的比特幣獎(jiǎng)勵(lì)，這就是比特幣挖礦的工作原理。
總的來(lái)說(shuō)，挖礦是區(qū)塊鏈生態(tài)中的重要環(huán)節(jié)，不僅解決了誰(shuí)來(lái)處理數(shù)據(jù)的問(wèn)題，更重要的是，它讓越來(lái)越多的人參與進(jìn)了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，參與進(jìn)來(lái)的人越多，整個(gè)區(qū)塊鏈就越加的去中心化，參與數(shù)據(jù)確認(rèn)的人也就越多，我們的信息數(shù)據(jù)也就越安全。
東方月初7星評(píng)價(jià)
2021-04-03 12:45:44
比特幣礦工挖礦的本質(zhì)是爭(zhēng)奪比特幣的記賬權(quán)。
之前的文章里我們介紹過(guò)，比特幣的本質(zhì)是一本賬單。每個(gè)人比特幣賬戶的余額并非存在你的電腦或者網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)賬戶里，而是從比特幣區(qū)塊鏈里存儲(chǔ)的所有比特幣交易賬單里面一筆筆算出來(lái)的。這個(gè)賬單(區(qū)塊鏈)會(huì)存儲(chǔ)在所有接入比特幣網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中。
因此比特幣的每一筆交易都需要被記錄，賬單才不會(huì)錯(cuò)。礦工爭(zhēng)奪的就是記錄這些賬單的權(quán)利。
賬單是被記錄在比特幣的區(qū)塊鏈上的，但是已存在的區(qū)塊鏈(賬單)是不可更改的，哪怕只是想加入一筆新的交易記錄。所以，如果產(chǎn)生了新的比特幣交易，那么就必須要有新的區(qū)塊來(lái)記錄這些賬單。
礦工就是通過(guò)挖礦創(chuàng)造新的區(qū)塊來(lái)延長(zhǎng)區(qū)塊鏈(賬本)以便記錄新產(chǎn)生的比特幣交易。所以可以理解為挖礦其實(shí)在挖區(qū)塊或創(chuàng)造區(qū)塊來(lái)記錄比特幣交易的過(guò)程。
挖礦是有損耗的(需要算力龐大的計(jì)算機(jī)，消耗電力能源)，那就需要通過(guò)一種激勵(lì)方式獎(jiǎng)勵(lì)礦工，以維護(hù)比特幣的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。
因此為了鼓勵(lì)更多人挖礦，比特幣系統(tǒng)設(shè)定了挖礦獎(jiǎng)勵(lì)：每挖出一個(gè)區(qū)塊記賬成功，就獎(jiǎng)勵(lì)礦工一定數(shù)量的比特幣。同時(shí)，礦工也會(huì)收取自己需要記錄的賬單中比特幣交易的手續(xù)費(fèi)。
實(shí)際上對(duì)于任何一個(gè)去中心化的區(qū)塊鏈應(yīng)用，需要許多人加入并參與維護(hù)才能運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，如何設(shè)置激勵(lì)機(jī)制使用戶愿意主動(dòng)參與維護(hù)是核心難題。
挖礦其實(shí)是所有比特幣礦工通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算一道足夠復(fù)雜的數(shù)學(xué)題，先解出來(lái)的就是挖礦勝利者(挖出新區(qū)塊并奪得記賬權(quán)，獲得比特幣獎(jiǎng)勵(lì)和交易手續(xù)費(fèi))。
有些人忍不住就想問(wèn)了，這是一道什么數(shù)學(xué)題?
具體的數(shù)學(xué)過(guò)程不算很復(fù)雜但真要講明白肯定是一言難盡，波比哥盡量用簡(jiǎn)化的語(yǔ)言把這個(gè)數(shù)學(xué)題的邏輯給大家講明白，方便大家理解比特幣。
比特幣挖礦就是基于哈希(HASH)算法進(jìn)行的一系列哈希運(yùn)算，得到匹配條件的新的區(qū)塊哈希值的過(guò)程。
哈希運(yùn)算邏輯很簡(jiǎn)單，就是根據(jù)已知參數(shù)利用哈希算法得出一個(gè)哈希值，如果哈希值滿足條件則挖礦成功，不滿足則繼續(xù)改變參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算并得到新的哈希值，直到滿足條件為止。因?yàn)楣Ｋ惴ㄖ休斎氲膮?shù)與輸出的哈希值沒(méi)有任何邏輯關(guān)系，所以想要得到正確的結(jié)果只能不停的改變輸入?yún)?shù)進(jìn)行計(jì)算，不停地試錯(cuò)，直到找到正確的值。
哈希運(yùn)算的固定參數(shù)包括：
版本號(hào)(固定)：驗(yàn)證版本號(hào)確保了參與挖礦的比特幣程序的版本是一致的。
前一個(gè)區(qū)塊的哈希值(固定)：這就限制了任何人都沒(méi)法提前解題，必須等上一題解完拿到上一題的答案基礎(chǔ)上做下一題。
交易Merkle根(固定)：這個(gè)概念比較復(fù)雜，可以簡(jiǎn)單理解為區(qū)塊內(nèi)需要寫入的所有比特幣交易的哈希值運(yùn)算結(jié)果。代表了礦工要記錄的所有的比特幣交易賬單。
時(shí)間戳(變化)：當(dāng)前的時(shí)間。
難度(固定)：這里的難度并非是真正的難度，而是一個(gè)哈希運(yùn)算期望得出的正確運(yùn)算結(jié)果的目標(biāo)值。只有計(jì)算的哈希結(jié)果小于目標(biāo)值時(shí)，挖礦才算成功。而這個(gè)目標(biāo)值與挖礦的難度又成反比關(guān)系，即目標(biāo)值越小，挖礦難度越大。所以也可以把這個(gè)目標(biāo)值理解為難度。
隨機(jī)數(shù)(變化)：為了解出答案已經(jīng)進(jìn)行的哈希運(yùn)算次數(shù)。每計(jì)算一次自動(dòng)+1。
通過(guò)這6個(gè)參數(shù)不停的進(jìn)行哈希運(yùn)算然后與期望的結(jié)果匹配，直到找到正確的哈希值。
進(jìn)。9星評(píng)價(jià)
2018-08-30 10:59:43
BTC作為虛擬貨幣的領(lǐng)頭羊，是一款完全去中心化的貨幣，總量2100萬(wàn)挖完截止永不增發(fā)，在我看來(lái)BTC是最有希望成為流通貨幣屬性的，譬如黃金一樣，都是得到認(rèn)可才創(chuàng)立了金本位，美金為啥叫美金，因?yàn)槊涝钤缡前袋S金比例生產(chǎn)的，用樣BTC也具備這一點(diǎn)，但由于BTC的價(jià)格浮動(dòng)過(guò)大，很難讓人覺(jué)得其可以作為貨幣。