科普：比特幣挖礦的過程_區塊鏈:比特幣

比特幣挖礦科普專輯到這里就要收尾了，經過前兩篇文章鋪墊，相信讀者朋友已經對比特幣交易和區塊產生的過程有一定的認識。那么它們跟“挖礦”有什么關系呢？我們知道，在比特幣網絡中，有很多挖礦節點和礦工參與創建比特幣新區塊。如果多個挖礦節點都創建了同一個高度的區塊，該判定誰的區塊更合法呢？比特幣引入了PoW共識機制，通過挖礦的方式，來競爭新區塊的記賬權。誰拿到新區塊的記賬權，它創建的新區塊就合法。挖礦的目的就是贏取記賬權，確認新區塊和交易。那么挖礦節點和礦工是如何配合工作，完成挖礦的呢？

礦工破解挖礦任務

挖礦節點創建好預備區塊后，將預備區塊的區塊頭數據發送給礦工。礦工收到挖礦任務后，會遞增區塊頭中的隨機數。每調整一次，就會按照比特幣協議規定，用SHA256算法計算區塊頭的哈希值。如果區塊頭的哈希值大于目標哈希，就繼續變更隨機數，直到區塊頭的哈希值小于或者等于目標哈希為止。

聲音 | 浪潮集團云南分公司總經理：云南區塊鏈產業發展需從“科普”到“專精”不斷深化:據昆明日報消息，浪潮集團云南分公司總經理鄭昕表示，云南區塊鏈產業發展需從“科普”到“專精”不斷深化。下一步，浪潮將繼續加大云南農業產業高質量發展體系建設力度，重點以普洱茶等云南優勢產業為切入點，打造云南“綠色、有機農產品高地”的品牌形象，并在此基礎上，開展基于區塊鏈的供應鏈金融服務，解決中小企業貸款難、貸款貴問題。[2019/11/11]

挖礦節點驗證區塊，延長本地區塊鏈

當礦工找到可以使預備區塊頭哈希值小于目標哈希的隨機數時，會立即向挖礦節點上報挖礦結果。挖礦節點接收到信息后，立刻按照礦工上報信息重組區塊，并驗證區塊。驗證無誤后，挖礦節點將新區塊保存到節點本地數據庫，并添加到節點本地區塊鏈上。區塊的驗證信息包括：區塊頭是否合法；區塊頭的MerkleRoot哈希跟區塊中交易數據的MerkleRoot哈希是否一致；交易數據中第一筆是否為Coinbase交易；區塊中每一筆交易是否合法等等。向全網廣播新區塊

動態 | 人民日報官方微博科普區塊鏈 強調區塊鏈不等于比特幣:人民日報官方微博今早發表9圖科普區塊鏈。其中涉及區塊鏈的特點有：1、安全；2、不可篡改；3、可訪問；4、無第三方。區塊鏈對未來的影響：1、不需繁瑣個人證明；2、看病避免反復檢查；3、旅行消費更加便捷；4、交易無需第三方。同時強調，區塊鏈不等于比特幣。比特幣只是區塊鏈技術的一種應用，區塊鏈還有醫療衛生、食品安全、版權保護等諸多應用領域。[2019/10/28]

挖礦節點將新區塊在本地保存后，同步向比特幣網絡廣播挖礦結果。由于整個區塊的區塊體積較大，一般會先廣播新區塊的區塊頭。其他節點在接到廣播后，先驗證區塊頭信息，驗證通過后，節點會先在其本地的區塊索引庫中創建新區塊的索引。在接收到新區塊的全部信息后，節點驗證交易信息和區塊頭的MerkleRoot哈希，驗證通過后，節點將這些交易信息錄入新區塊，并延長本地區塊鏈。至此，新區塊的廣播和驗證完畢，挖礦節點開始下一個區塊的挖礦工作。

動態 | 區塊鏈技術入選科普雜志《科學美國人》2019十大突破性技術榜單:據新浪網今日新聞報道，美國科普雜志《科學美國人》公布 2019 十大突破性技術榜單。區塊鏈技術因在保障食品安全中的作用而上榜。 入選榜單具體原因：區塊鏈技術的發展應用將顯著改善食品污染源數據追蹤的困境。利用區塊鏈云端系統，食品制造商可以依次在計算機儲存各類過程的信息。[2019/9/29]

當前挖礦的一些特點

集群挖礦-礦池：

比特幣挖礦這件事情，理論上任何人都可以自建比特幣挖礦節點，參與挖礦，甚至可以通過手工驗證區塊頭哈希，破解挖礦任務，競爭記賬權。但博主在上一文中提到，按照當前的挖礦難度，即便使用現在的主流礦機，要找到一個符合比特幣網絡要求的新區塊，理論上需要42年時間，而如果使用普通PC或者是手工計算，則需要上萬年甚至上百萬年。因此，普通礦工單獨挖礦的經濟效益太低，可能挖到機器報廢，還掙不到一分錢。礦池就是在這種情況下應運而生的，大量礦工將自己的礦機接入礦池，從礦池的挖礦節點獲取挖礦任務，集體挖礦。這樣就可以在較短時間內挖到新區塊，獲得區塊獎勵，礦池按照挖礦過程中每個礦工的貢獻情況，分配挖礦收益，所有礦工都可以實時獲取挖礦收益，進行回本或者二次投資。礦機實際收到的挖礦任務中，TargetHash遠大于比特幣網絡要求的TargetHash：

聲音 | 中科院姚建銓：要加快推進區塊鏈與物聯網融合的科普 培訓:據新華網消息，日前，在區塊鏈與物聯網融合發展峰會上，中國科學院院士姚建銓說，關注區塊鏈技術里面的大數據，跟區塊鏈技術結合起來進行測量和檢測，能更好地提升激光清洗技術。姚建銓建議，無錫今后要加快推進區塊鏈與物聯網融合的科普、培訓，正確引導廣大人民群眾對技術的認知；同時，建立專業、權威，但又普適、成套的理論體系和標準，以此切入區塊鏈的實際應用。[2018/9/18]

礦池和礦工一起挖礦的流程，一樣遵循上述過程。礦機通過網絡跟礦池通訊，請求挖礦任務，礦池將挖礦任務發送給礦機，礦機變更區塊頭的隨機數，并驗證區塊哈希。符合挖礦任務TargetHash要求的隨機數，將按照挖礦協議的格式提交給礦池，礦池給礦機提交的挖礦結果計算收益。需要注意的是，如果給礦機下發的挖礦任務中，TargetHash是此時比特幣網絡的TargetHash，那么這個TargetHash太小，礦機基本不可能找到符合要求的隨機數，提交挖礦結果，也就不可能獲得挖礦收益。因此，礦池給礦機下發的挖礦任務中，有一個單獨的信息：初始挖礦難度。這是一個遠低于全網挖礦難度的數值，對應更大的TargetHash，在這個難度下，礦機可以在較短時間內找到符合要求的隨機數，向礦池提交更多挖礦結果。礦池算力不同于礦機本地算力：

聲音 | 火星人朋友圈科普RAM:火星人在朋友圈發文稱，“什么是RAM？簡單來說就是EOS這個國家的土地，所有的經濟行為都離不開土地。只要EOS的BP們能投票形成一個穩定的供給預期，并且不改變目前的Bancor算法，那么RAM后續的價格有可能會像北上廣深的房價走勢。房價下跌不行，房價過快上漲也不行，EOS的生態越來越像某國了，真有意思。”[2018/7/6]

談及挖礦，總有一個繞不開的名詞：算力。到底什么是算力呢？算力，其實就是礦工驗證區塊頭哈希值的速度。礦機在獲得挖礦任務后，會按照挖礦任務的信息，遞增區塊頭的隨機數，隨機數每調整一次，就驗證一次區塊頭的哈希值。可以看到，限制礦機挖礦快慢的唯一一個因素就是它驗證區塊頭哈希值的快慢，因此有了“算力”這個指標。目前，常規比特幣礦機的算力單位是TH/s，它的意思，每秒鐘可以驗證1T次哈希，1T=1×103G=1×106M=1×109K=1×1012次。有過挖礦經歷的朋友，都會發現，礦機本地顯示的算力跟礦池顯示的算力總是有差異。這是因為，礦機本地顯示的算力，是礦機驗證哈希的速度，它只跟礦機的性能有關，不管有沒有找到符合挖礦任務要求的隨機數，礦機本地算力都一直存在。而礦機在礦池顯示的算力則不同，它是礦池按照礦機實際提交的挖礦結果計算出來的，如果礦機的運氣較差，在較長時間內都沒有找到符合挖礦任務要求的隨機數，無法向礦池提交挖礦結果，礦機在礦池的算力就會降低。但時間拉長后，運氣對礦機破解挖礦任務的影響會降低，礦機較長時間的礦池平均算力，跟礦機本地算力相差不大。以上是比特幣挖礦的基礎知識，如果能讀懂這三篇文章，相信讀者朋友對比特幣挖礦會有一個初步的認識。如果想要跟博主交流探討更多挖礦方面的問題，歡迎關注“閑話挖礦”微信公眾號，同時也能更及時的了解博主更新的挖礦知識。文中涉及的幾個知識點：區塊高度：又叫BlockHeight，相當于區塊的編號，它的值等于區塊鏈中這個區塊之前所有區塊的數量。區塊鏈的第一個區塊是創世區塊，區塊高度為0，第二個區塊的區塊高度為1，第三個區塊的區塊高度為2，以此類推。區塊鏈中區塊的總數，即為最新區塊的區塊高度+1。PoW：全稱為ProofofWork，中文名稱為工作量證明。是比特幣網絡使用的一種用于解決比特幣新區塊確權問題的方法。在比特幣網絡中，人人都可以參與新區塊的創建工作，PoW機制規定，誰能夠在最短時間內找到一個區塊頭哈希值小于比特幣網絡指定的TargetHash的預備新區塊，誰就擁有正式新區塊的記賬權。記賬權：比特幣的區塊鏈，實質上是一個鏈式的大賬本，鏈上的每一個區塊，都是一本賬，上邊記錄了發生在區塊鏈上的比特幣交易信息。因此，我們把創建新區塊的過程看作記賬的過程。記賬權，顧名思義為記錄交易賬本的權利，也即在比特幣區塊鏈上創建正式新區塊的權利。參考資料：挖礦的實現BlockHeight工作量證明

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