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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