区块链新手实战指南之挖矿篇

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首先回顾两个名词:区块和区块链

一段时间内的交易打成的一个包称为区块,比特币全网平均每10分钟产生一个区块,每一个区块都链接到上一个区块,依次相连形成区块链。

我们普通用户使用比特币发起交易,每一笔交易将会产生一个大约200到500k左右数据包。参与交易的用户将对交易行为广播到比特币全网,矿工节点就会收到交易信息,同时矿工会将他收到的交易都打包进一个叫区块的数据块,这个数据块目前平均大小是1M,一般能包含几百到几千笔交易。每新打包一个区块都会拼接到以前的区块,这样整个区块数据块就构成一条链,这就是区块链。

矿工就是干这事,收集用户发起的交易,然后打包成区块,然后拼接成区块链。

这个区块链就是比特币系统里的总账本,任何人使用比特币交易都会被记录到这个账本里,这个记录的工作就交给矿工来完成。整个收集、打包、拼接的过程全是由软件自动完成的,不需要人工干预。比特币节点借助区块(block)来同步交易,保证了所有节点数据的统一性,并通过竞争区块打包权(也就是挖矿)的方式,保证了区块链的唯一性。目前这个区块链几杯已经超过80G的数据量了,收集登录了从第一笔比特币交易到现在总共超过1.5亿笔交易。

下面再对上面的几个概念进行澄清一下:

关于矿工费:

为了保证有节点打包比特币交易,中本聪老先生早已设定好了比特币规则:打包交易的节点将获得比特币作为酬劳,酬劳来自以下两部分:

1、打包奖励的一部分来自交易创建者支付的交易手续费(每KB交易大小100~1000聪手续费)。

2、另一部分来自初始2100万个比特币的分发,最开始奖励是每个区块50比特币,之后每经过21万个区块(约4年时间)奖励将减半一次,直到2140年左右区块奖励不足1聪为止,此时区块奖励总和为2100万比特币,这就是比特币2100万总量的来源(准确地说是20999999.97690000个)。

2140年后打包奖励将只来自于交易创建者支付的交易手续费。

关于对区块打包权:

节点打包交易只需要消耗很低成本的网络和计算资源,打包奖励的存在(目前每个区块的打包奖励25比特币约为4万元),使得有大量节点想打包交易。为保证区块链的唯一性,比特币创世之初即做了如下规定:节点使用类似“扔硬币”的方法争夺交易打包权。节点不断地扔硬币,谁首先扔出符合规则的结果,谁就能获得这个区块的交易打包权,以及这个区块的打包奖励。

关于交易打包权的获取方式:

“扔硬币”在实现上是计算机做一次哈希(SHA-256)运算,并检查运算结果从第一位开始是否有足够多连续的0(可以简单理解为一次扔256个硬币,然后看从第一个硬币开始是否有足够多的连续硬币正面)。“扔硬币”获胜的唯一诀窍是提高每秒扔硬币的次数,一个每秒能扔100亿次硬币(做100亿次哈希计算)的节点,抢到打包权的概率是每秒扔1亿次硬币节点的100倍。

通过上面的解释,想必大家对区块打包过程有了大致了解,每个打包节点在竞争打包权的过程中,需要大量进行哈希计算需要计算机设备,并消耗大量电力,这个过程在本质上和挖煤矿很相似(通过挖矿设备,消耗能源换取煤炭)。比特币总量恒定,产量越来越少的产生方式也和煤炭资源很相似。

因此人们形象地将比特币抢打包权的过程称为挖矿(mine),将抢打包权的比特币节点称为矿工(miner)。

下期预告:

区块链新手指南之交易篇,不定期补充新手指南缺失部分。

end

作者 未央公子

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