tokenpocketapp正版|比特币挖矿依靠的核心要素是什么

区块链的挖矿原理：什么是挖矿？ - 知乎

区块链的挖矿原理：什么是挖矿？ - 知乎切换模式写文章登录/注册区块链的挖矿原理：什么是挖矿？海米酋长开心最重要‼️一、“挖矿”究竟是什么所谓“挖矿”就是，将一段时间内比特币系统中发生的交易进行确认，并记录在区块链上，形成新的区块，挖矿的人叫作矿工。简单来说，挖矿就是记账的过程，矿工是记账员，区块链就是版本。比特币系统的记账权利是去中心化的，即每个矿工都有记账的权利，只要成功抢到记账权，矿工就能获得系统新生成的比特币奖励。从这个意义上来说，挖矿就是生产比特币的过程。中本聪最初设计比特币时规定没生产210000个区块，比特币奖励减半一次，直至比特币不能再被细分，因为比特币的总量是有限的，比特币也被称为数字黄金。比特币生产也俗称挖矿。二、挖矿必备工具比特币通过挖矿生产，每10分钟全网矿工一起计算一道算术题，只要先算出答案，就相当于挖到了这个区块，该矿工就能获得系统新生的比特币奖励。在比特币刚诞生的时候，通过计算机的CPU便可以挖矿，随着挖矿的矿工越来越多，目前用CPU已经不能挖出比特币了，大家开始用矿机挖矿。挖矿必备工具：1.挖矿机；2.比特币地址；3.挖矿软件。目前，比特币网络算力太大，个人购置少量矿机，是很难挖出区块的，很多矿工只能加入矿池一起挖；矿场只负责计算，矿池负责信息打包。挖到比特币后，根据矿场的算力占比分配收益，此保证更加稳定的投入产出。三、矿工是怎么挖矿的区块链诞生后，矿工不再只是煤矿工人的简称，而是一种全新的含义。从事虚拟货币挖矿的人和传统的“矿工”不同，区块链领域的矿工具有更多的科技色彩。矿工的主要工作是交易确认和数据打包。矿工需要购买一台专用的计算机设备，下载挖矿软件。挖矿不需要矿工亲自动手，完全由电脑在执行特定的运算。对于矿工来说，只要保证矿机电力供应和网络连接就可以。以比特币为例，比特币矿机就是通过运行大量计算，争夺记账权从而获得新生比特币奖励的专业设备。矿机的构成包括：挖矿芯片。散热片和风扇。只执行单一的计算机程序、耗电量更大，挖矿实际是矿工之间算力的比拼，拥有较多算力的矿工，挖到比特币的概率更大。随着全网算力上涨，用传统的设备挖到比特币的难度越来越大，人们开发出专门用来挖矿的芯片。芯片是矿机最核心的零件，运作过程中会产生大量的热。为了散热降温，比特币矿机一般配有散热片和风扇。用户在电脑下载比特币挖矿软件，用该软件分配好每台矿机的任务就可开始挖矿。每种币的算法不同，所需要的矿机也各不相同。四、中本聪与“挖矿”对于区块链来说，挖矿是必要的吗？为了解答这个问题，我们先来说下究竟什么是“挖矿”？以比特币为例，没产生一比交易，并不算完成，只有将交易数据写入数据库，才算成立，对方才能真正收到钱。首先，所有的交易数据都会传送到矿工，矿工负责把这些交易写入区块链。计算哈希的过程叫挖矿，计算哈希的机器就叫矿机，操作矿机的人就叫矿工。根据比特币协议，一个区块的大小最大是1MB，而一笔交易大概是500字节，因此一个区块最多可以包括2000多笔交易。矿工负责把这2000多笔交易打包在一起，组成一个区块，然后计算这个区块的哈希（Hash）。中本聪故意让添加新区块变得困难，他的设计是：平均每10分钟，全网才能生成一个新区块，一小时只能生成六个。人为设置大量的计算及难度系数，需要大量算力才能得到当前区块的有效哈希，进而将新区块添加到区块链。为了让自己第一个添加新区块进入区块链，矿工之间充满了竞争，谁先算出来了，就能享受这个区块的全部收益；而其他矿工只能将那一页抄写一份，贴在自己账本的最后面，然后又开始新的记账过程。周而复始，生生不息，账本一页一页地增加，账本越来越厚。由此看来，挖矿其实是一种安全机制，利用密码学哈希函数和非对称加密，确保区块链网络的挖矿节点在广播区块前投入大量的计算，提高作假和作恶的成本，保证已有数据不可能被篡改，确保全网达成共识。笔者认为，中本聪设计这种机制的出发点是为了避免系统受到攻击。如果攻击者想用搞乱账本的方式来进行攻击，就需要足够的计算能力。当收益不足以抵消成本时，攻击者就没有了攻击系统的动力。所以对区块链来说，建立挖矿机制还是有必要的，但未来一定会产生更合理高效的解决方案。摘自张浩《一本书读懂区块链》如果您想做区块链开发，需要选择专业的开发团队，多年开发经验的公司，河南叁陆捌网络科技有限公司擅长区块链交易系统开发、区块链生态，区块链应用，区块链公链搭建，专注股票金融系统开发服务 港美股系统/50ETF期权系统/股票配资系统/券商交易系统，直播+商城系统开发、小程序定制研发、个性化APP定制等，针对不同行业为企业提供信息化解决方案,秉承“诚信、专注、尽责、创新”的理念,与客户携手合作,共创辉煌未来。区块链系统开发10年，有着专业的资深开发团队100人，十年磨一剑，技术成熟，团队优良。案例丰富，开发周期短，一站式专业售后， 报价透明合理，有需要，请私信我!发布于 2020-08-31 10:56区块链(Blockchain)btc挖矿​赞同 36​​3 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本 - 知乎

详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本 - 知乎切换模式写文章登录/注册详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本S-Maruko从入门到精通，看我就够了！​​ 比特币挖矿就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。　　相信很多人都听说过比特币挖矿的说法，不知道有多少人真正理解这个概念。在矿产领域，挖矿的概念其实很容易理解，就是从富含某种矿物质的矿石中提炼出矿物质的过程，而所谓的矿工就是那些头戴安全头盔，从事提炼矿物质的工人，他们的形象在我们的脑海中恐怕一点也不陌生。　　比特币世界的挖矿和矿产领域的挖矿还是有很多相似之处的，都是在挖掘有价值的资产，都需要花费一定的代价，都能给挖矿的人带来一定的收益。矿产领域的挖矿可以得到相对稀缺的矿产资源，同时要付出体力和承担安全风险的代价;而比特币的挖矿可以得到比特币奖励，同时要付出计算机算力的代价。　　矿产领域的矿工是靠大型的机械设备，而比特币世界里的矿工是靠专业的计算机设备，伴随着激烈竞争，比特币的挖矿设备从最开始的普通计算机，到现在的越来越专业的挖矿设备。　　不过比特币世界的挖矿和矿产领域的挖矿也还是有很多不同的，比特币世界的挖矿还是发行新比特币的唯一方式，同时也是在去中心化的网络中保证民主和竞争的重要手段，但是它也不是一点坏处都没有，比如浪费了大量的计算机算力和电力。至于为什么会这么说，看完接下来的文字我想你就会明白了。　　文章导读：​　　1.什么是挖矿​　　2.如何证明谁的工作量最多​　　3.什么是工作量证明(POW)​　　4.挖矿是一场接力赛​　　5.小结　　1. 什么是挖矿　　如果还不了解区块链的话，可以参考不懂技术?老司机带你轻松理解区块链知识，比特币的网络中传播着大量的交易信息，既然没有中心化的统一服务，那么谁来确认这些交易的合法性，以及达成统一的共识呢?我们可以想想中心化服务的支付宝是如何解决这两个问题的，支付宝其实是买卖双方的中间担保，它负责确认每一笔交易是否合法，并且等双方在线下的交易没有问题时，才将资金转给卖方，这就保证了不会出现某一方作弊或者不认账的问题。　　但是比特币网络中没有像支付宝这样的担保角色，那么它是如何做到交易的正常进行的呢?其实答案也很简单，就是由网络中的所有全节点共同决定这份交易是否合法，通过共同维护同一份帐薄来确保交易不会违约和篡改。　　这就如同有10个人共同见证了两个人的交易，并一起确认这笔交易的合法性，同时每个人都维护了一份账本，这笔交易会记录到每个人各自维护的同一套账本上，如果有人要违约或篡改交易数据，他需要同时改掉至少6个人的账本(少数服从多数)。否则如果只改自己的那一份账本，别人很容易就看出他的作弊行为，想想掩耳盗铃的故事应该就能明白了。　　说回到比特币世界的挖矿，挖矿就是比特币世界里的矿工确认每一笔交易是否合法(关于如何确认交易合法，可以参考一文看懂比特币交易的全过程)，并将合法的交易写入到统一的公共帐薄上，同时会获得一定的新比特币和交易费的奖励的过程。奖励是为了鼓励更多的矿工加入进来，确保不会出现某一个节点独断专权的情况，至于奖励给哪一个矿工，这就要看谁的工作量更多了，在比特币的世界里，是靠共同解决某一个数学问题来证明工作量的多少。　　这就如同在竞争激励的市场经济中，每个公司都会拼尽全力提供更好的服务和产品才能生存下去，这样就不太容易产生垄断和腐败，而竞争的结果促进了资源的有效配置，社会的整体财富就会不断增长，最终所有人都会受益，当然受益最大的还是对社会贡献最大的企业家。　　而在计划经济下，所有的生产安排和资源分配，都掌握在少数人手中，权力的过度集中必然会导致腐败，也不利于资源的合理配置，长远来看，只能是绝大大多数人普遍赤贫，而受益最大的往往是掌握更多资源的人。想想改革开放前后的中国，就能明白计划经济和市场经济的不同效果了。　　总结一下，挖矿就是矿工为了得到新发行的比特币和交易费的奖励，主动去确认交易是否合法，并将合法的交易写入共同维护的帐薄中的过程。而奖励是为了确保矿工有更多的积极性，避免权力集中在少数人手中，同时奖励也是比特币发行的唯一方式。　2. 如何证明谁的工作量更多　　刚才提到了挖矿的奖励会给工作量最多的那个人，那么如何证明谁的工作量最多呢。其实也很简单，就是大家共同去解同一道数学题，这道数学题需要一定的计算量才能做出来，而率先得到答案的矿工就是最终的胜出者，分享最终的奖励。　　相信大家以前都玩过数独游戏(没玩过的同学请自行搜索游戏规则)，简单来说就是每一行与每一列必须出现1～9的数字，每个小九宫格内也必须有1～9的数字，并且每个数字在每行、每列和每个小九宫格里出现且仅能出现一次。游戏刚开始只会给出有限的几个位置上的数字，其他的位置都需要计算分析才能得出来正确的数字。​　　由这张游戏图可以看出，想要计算分析出每一个位置上的数字，还是需要花费不少力气的，但是填完之后来验证是否正确就简单很多，看一下横排、竖排以及小九宫格是否没有重复的数字即可。　　而比特币挖矿的数学题也有这样的特性，就是计算起来很费事，但是验证起来却很简单。当然了，挖矿的数学题不是求解一道数独题目，而是计算一道概率题。　　先举一个简单的掷骰子游戏，假如说有两个骰子，如果我说掷出一个骰子之和小于等于12的组合，你肯定会说这还不简单，随便掷，任一个组合都肯定小于等于12，一点难度都没有。好，那假如我把条件设为小于等于8呢，可能就不是每次都能掷出来了，它的概率是0.72;如果我再把条件设小呢，如果是4呢，那么掷出来的可能性就会进一步减小，概率为0.11。(这里默认大家都会计算概率，如果不懂的话，只需要知道概率在不断减小就可以，想想现实的场景，这点应该不难理解)3. 什么是工作量证明(POW)　　理解了掷骰子游戏，再来介绍挖矿的工作量证明(POW Proof-Of-Work)算法就很简单了，在之前一篇介绍区块链的文章不懂技术?老司机带你轻松理解区块链知识中，曾经提到过区块的数据结构，当时提到了两个数据是和挖矿相关的，当时没有详细说明，现在就可以拿出来分析了。　　这里的难度目标和Nonce就是和挖矿相关的参数，我们都知道比特币网络平均每10分钟产生新的比特币，也就是说挖矿的平均时间为10分钟，也许你会问怎么确保刚好是10分钟呢。其实答案很简单，就是控制数学题目的难度，假如某个人的解题速度在不断提升，那么我只要提高题目难度，就可以保证他解答的时间大致衡定。　　在比特币世界中，解题速度和计算机的算力有直接的关系，想想今天的一台计算机和20年前的一台计算机去解同一道复杂的数学题，谁先计算出来，我想你肯定也认同是今天的计算机率先求出答案。如果我告诉你，谁先解出答案，就给谁丰厚的奖励，大家肯定会拼命提高计算机的性能，这也是全球各个矿工在不断提高算力的原因，因为大家都想快速解出答案，以获得奖励。　　说回到难度目标和Nonce两个参数，挖矿的题目是这样的，每一个区块头都有唯一的哈希值，我现在要求你在这个哈希值后面添加一个随机数字(一般是从零开始递增)，然后再去计算这个结果的哈希值，直到求出来的哈希值小于某一个数字，而这个数字是由一个常数除以上面的难度目标得出来的。　　如果你理解了上面的掷骰子游戏应该能看懂这道题目，其实就是通过不同的数字不断地计算哈希值，直到答案小于某一个目标数字，这个目标数字越小，难度就越大，跟上面的骰子一样，结果越小，掷出来的概率就越小。而这个目标数字是由难度目标决定的，难度目标数字越大，除出来得到的目标数字就越小。　　Nonce计数器主要是统计总共计算了多少次，就如同掷骰子一样，虽然可以一把掷出要求的数字，但是多次平均下来，肯定是符合概率统计的，这样别的矿工就可以根据Nonce数字大小再一次印证这个矿工是否有作弊。　　至此你应该已经明白工作量证明算法的大致逻辑了吧，本质上就是在求一个概率题，谁先算出来就算谁赢，奖励就归谁。难度随着答题的速度会动态调整，而这个难度就是由上面的难度目标值决定，这样就能保证平均每10分钟完成一次挖矿。　　4. 挖矿是一场接力赛　　一旦一个矿工成功挖矿，根据数独游戏的逻辑，其他矿工很快就能验证是否成功，一旦验证通过就会将区块放入自己维护的区块链中，并赶紧投入到下一次的挖矿，不带有一丝一毫的犹豫。如此激烈的竞争伴随的结果，就是每个矿工都不断提升自己的计算机性能，结果就是大家的挖矿设备都不断升级，以至于现在的矿场都是紧挨发电厂，用最先进的专用挖矿芯片。　　这里其实还有一个问题，就是假如说有两个矿工同时计算出结果怎么办?这个时候就会出现分叉，也就是说区块链的末端区块存在分歧了，其实这只会临时出现，并不会长久存在。原因是一旦其他矿工确认了本次挖矿成功，就会投入到下一次挖矿，如果其他矿工又挖矿成功了，这条区块链路就会比另一条区块链路多出一个区块，区块链中的原则就是只认最长的链路，所以另一个挖矿成功的矿工很快就会舍弃之前的区块，以最长的区块链为准。　　而奖励也是要得到大多数的矿工认可后才会有效，毕竟账本是所有的人一起维护的，只有大多数人的账本上认可你的挖矿结果才有效。所以临时的分叉并不会影响最终的奖励，其实10分钟的挖矿时间也是比特币之父“中本聪”对效率和共识的一种平衡。　　看到这里也许你就会明白，为什么会说挖矿浪费了很多算力和电力，因为胜出者往往只有一个，其他的矿工就相当于白忙活了，但是他们的计算机已经投入计算了，这笔算力和与之相对应的电力也就此浪费了。　　这恐怕就是为了维护民主化的代价，如果让中心化的节点去统一确认交易，并写入公共帐薄，那么很容易滋生出腐败，这也不符合中本聪一开始的去中心化的设计理念，但是靠挖矿决定输赢又会导致资源浪费，只能说任何事情都是有成本和代价的，只要收益大于成本，这件事就有做的价值，比特币现在的价格相比用于计算的电费还是划算得多。5. 小结　　关于比特币的挖矿到此就全部介绍完了，不知道你有没有看明白。总结一下就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。这种靠竞争来解决交易共识的问题，避免了单一节点垄断整个网络的风险，让整个网络形成了良性竞争的局面。　　当然随着全网算力的提高，篡改的难度就越来越大了，因为你要改至少51%的全节点的账本，这就要求你的算力至少是其他51%全节点的总和，这个难度现在已经大到无法想象的程度，而且即便能做到，为此付出的电费代价也会让篡改者掂量一下这么做是否划算。关于比特币的挖矿到此就全部介绍完了，不知道你有没有看明白。总结一下就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。这种靠竞争来解决交易共识的问题，避免了单一节点垄断整个网络的风险，让整个网络形成了良性竞争的局面。　　——The End——『声明：本文转载于公众号“扬帆沧海”』发布于 2021-05-13 13:48比特币 (Bitcoin)btc挖矿挖矿​赞同 39​​4 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

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通俗易懂：比特币挖矿原理 - 知乎

通俗易懂：比特币挖矿原理 - 知乎切换模式写文章登录/注册通俗易懂：比特币挖矿原理唐小檬我就是我。是颜色不一样的烟火。提起比特币和区块链，很多人都觉得如数家珍，实则知其然不知所以然。比特币是区块链的前身实现，区块链是比特币的后期提炼；如果初次接触比特币，当你想和别人交流的时候，面对的第一个概念可能就是挖矿。那么，挖矿的原理是什么？怎样利用挖矿产生比特币呢？首先，我们来思考一下为什么每个区块链系统都要发行自己的数字货币？也就是前段时间的ICO热。这里面就涉及到区块链的根本作用，这个作用就是：实现社会价值在区块链上的自由流通（类比互联网的根本作用：实现信息的自由流通）。比如我可以针对汽车开发一个汽车链，针对房子开发一个房子链，针对母猪开发一个母猪链等等。如果一个组织或个人的能量足够大，也可以发布一个面向全行业的链，那汽车、房子、母猪……想在各自的链上自由流转，从A的名下流转到B的名下，或者从C的名下流转到D的名下，一定需要个度量的尺度。这个尺度就是靠支出相应的数字货币来完成的。换句话说，每条链发布的数字货币，充当的是该链上价值流通的一般等价物。做个现实的类比：也就是我们生活中用于交易的人民币、美元、泰铢、英镑等中央货币，在我们购物时充当的作用。每条链可以类比成一个国家，每个国家是不是都有自己的货币系统？这样一想，大概就清楚每条链发行数字货币的目的就是促使链上的资产顺利流通了。就数字货币而言，对于想做事的人，它充当的是价值流通的一般等价物；对于敛财的人，就是个圈钱的工具。在区块链上，数字货币的发布模式是怎样的呢？区块链发布链上的数字货币有两种主要形式。一种是，以国内的NEO为例，NEO的发行模式是：在系统创建的时候，一次性的在创世块里，写入1亿个NEO。借助ICO，用户可以直接用人民币认购持有。这种模式比较类似于央行发行人民币。另一种就是类似于淘金，就是比特币这样的，通过挖矿节点，不断消耗自身的算力，来换取比特币。由于比特币系统是完全开源的，在这套开源的代码里，包含了挖矿的功能，只要一个人懂代码，就可以把这套代码进行编译部署，加入到比特币网络里面去，把挖矿功能开启，那你的宿主机开始挖矿了。在比特币系统，通过自身的算法可以动态调整全网节点的挖矿难度，保证每过大约10分钟，比特币网络中，就会有一个节点挖矿成功；一旦有人挖矿成功，比特币系统就会奖励此人一定数量的比特币，这个数量也是通过算法控制的。具体说来：最开始的四年，每个挖矿成功的人会得到25个比特币的奖励，每过四年衰减一半；也就是下一个四年挖矿成功奖励12.5个，再下一个四年奖励6.25个，以此类推。大约到2140年的时候，区块链发行完毕，大约2100万个比特币，这就是比特币的总量，所以不会无限增加下去。通过上面的阐述，大家应该明白挖矿和比特币的关系了。这个关系就是：挖矿，是比特币系统发行自身数字货币，也就是比特币的必经之路。比特币系统，借助挖矿完成自身数字货币的发行。发行数字货币的过程，就是各个矿工竞争挖矿的过程。在每一个10分钟内，看谁先挖到矿，就奖励一定数量的比特币，这个奖励的过程就是比特币发行的过程；每个挖矿节点，受利益的驱使，也是不断的想办法能更快地挖矿，这也就催生了市面上的各种各样的矿池节点。挖矿是比特币系统中一个形象化的表述。它背后真正的名称是POW算法，也就是工作量证明算法。工作量证明，是从经济学中来的。1993年，由两个经济学家提出来的一种策略，就是防止对服务滥用或者资源滥用，而采取的一种有效阻断的经济策略。POW算法在比特币之前就已经被广泛使用了，其中比较有名的就是Google邮箱的反垃圾邮件系统。Google是这样做的：他要求每一个给google邮件服务器发电邮的对方服务器，必须先完成一定量的计算工作，这个计算可能会耗时对方服务线程2到3秒。2到3秒的时间，如果是一个人在发邮件，是完全可以忍受的；如果对方是个发送垃圾邮件的脚本程序，他是根本无法忍受的，邮件脚本要做的是每秒成千上百封的往外发。那POW算法在比特币系统是怎样应用的？中本聪在设计实现比特币系统的时候，希望每10分钟完成一次比特币发行，由于比特币网络中有成千上万个节点，那该把币发行给谁呢？按照工作量证明的策略，也就是POW算法的思路，中本聪在比特币系统中，给每一个节点出了一个难题。每个区块头的数据结构里面都有个Nonce字段，中本聪的解决的难题就是：在其他字段值不变的前提下，通过不断调节Nonce的值，来对BlockHeader这个结构体值算Hash，要求找到一个Nonce值，使得算出来的hash值小于或大于某个固定值，这个固定值，在BlockHeader结构体中，由Bits来标示。由于hash算法是一个不可以逆的算法，没法通过具体的hash值，倒推出原文。这样每个节点只能采用穷举的方法，也就是从1开始，2 3 4 5…不断的往后试。在这个过程就开始考验各个节点的CPU计算速度了，算的快的，很快就能得到Nonce值，然后他就把这个Nonce值放在结构体里，通过P2P网络广播出去。每个系统节点收到后，发现这个Nonce值是合法的，能满足要求，就认为挖矿成功。对于那些算到半截的节点，发现有人已经算出来了，就放弃本次穷举了，然后开始通过穷举的办法，去寻找下一个区块头的Nonce值。因此说，所谓挖矿，就是计算机通过穷举的办法，不断去找Nonce值、算Hash值的过程。谁先找到，谁就挖成功了。发布于 2021-07-15 09:37​赞同 3​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请

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比特币挖矿 - 所需的计算能力 + 工作原理 - HashDork

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挖掘比特币所需的计算能力以及它的工作原理

比特币挖矿 – 所需的计算能力 + 工作原理

2021 年 10 月 29 日 by 松鸦 分类： 全面、目录[隐藏][展示]如何Bitcoin的工作？什么是比特币采矿？需要了解的重要概念比特币挖矿如何工作？+ - 比特币交易的基本要素SHA-256 算法和默克尔树区块头解决哈希难题挖比特币的先决条件 开采比特币对环境的影响专业人士 的利弊 结论第一个加密货币， 比特币

，于 2009 年首次亮相。它与一种称为区块链的技术一起工作，该技术将一系列加密的数字块连接成一条链，因此得名。 比特币交易存储在每个区块中。 由于使用了区块链和加密，交易非常安全。

中本聪，或一群自称中本聪的人，发明了这种加密货币。 直到现在，没人知道这个中本聪是谁。 比特币的主要优势在于它是去中心化的，这意味着它不能被团体或政府控制。

网络上的任何人，无论身在何处，都可以将比特币发送给网络上的任何其他人； 您需要做的就是建立一个比特币账户并存入一些比特币，然后才能发送这些比特币。 您可以通过购买或开采它们来获得它们。

这是故意的：比特币没有得到政府或任何其他发行机构的支持，除了嵌入系统核心的证明来确保其价值外，别无其他。

如何Bitcoin的工作？

区块链是一种去中心化的数字账本，是比特币的基础。 顾名思义，区块链是由块组成的链接数据体，其中包括有关每笔交易的信息，例如日期和时间、总价值、买卖双方以及每笔交易的唯一标识号。 为了构建数字区块链，条目按时间顺序连接。

一个交易区块必须经过大多数比特币持有者的验证才能包含在比特币区块链中，并且用于识别用户钱包和交易的唯一代码必须匹配正确的加密模式。

这些代码是极难伪造的冗长的随机整数。 事实上，知道您比特币钱包密钥的欺诈者与连续九次赢得强力球大奖的几率大致相同。 每笔交易都需要区块链验证码中的这种统计不可预测性，大大降低了任何人进行欺诈性比特币交易的机会。

什么是比特币采矿？

政府印刷法定货币，但比特币允许用户挖掘新硬币并获得奖励。 任何人都可以使用专门的硬件来挖掘比特币，并且每挖出一个区块，他们都会获得一定的奖励（目前为 6.25 BTC）。

但是，收益是每四年减半，或者当已经开采了 210,000 个区块时。 挖矿不仅会生成新的比特币区块，还有助于验证网络交易。 矿工每 1MB 的确认交易区块都会获得奖励。

比特币区块包括存储先前区块的哈希值以及交易信息的哈希值。 哈希是由指定数量的随机数字组成的一组整数和字母。 每个散列都是独一无二的，没有人可以仅仅通过查看它来猜测它包含什么数据。

即使矿工已经确认了一笔交易，他们也可能得不到任何补偿。 挖矿的工作方式是，如果你想通过验证一个交易块获得奖励，你必须是第一个这样做的矿工。 这就是工作量证明系统的工作原理。

在比特币网络上对比特币交易进行数字验证并将其添加到区块链记录中的过程称为比特币挖掘。 它是通过解决复杂的加密哈希问题来验证去中心化区块链分类账上的交易块来完成的。

要解开这些谜语，您将需要大量的处理能力和大量昂贵的设备。 矿工获得比特币以换取他们的努力，最终被释放到流通中，因此被称为比特币挖矿。

需要了解的重要概念

要全面理解比特币挖矿，首先要理解区块链的三大基本思想。

工作证明 – 矿工通过解决称为工作证明的具有挑战性的数学挑战来验证区块链挖掘中的交易。 为此，矿工的主要目标是发现 nonce 值，这是矿工必须解决的数学问题，以便创建小于网络对某个区块的目标的哈希值。

分布式帐簿 – 分布式账本是许多人可以访问的数据库，并且通过共识在多个站点、公司或国家之间共享和同步。 它允许公众在交易过程中作为“证人”出现。 分布式账本是跟踪所有区块链网络交易的全球账本。 比特币的用户是验证网络交易的人。

SHA-256 – 区块链通过使用称为 SHA-256 的哈希算法来禁止不必要的访问，以确保块的安全性。 他们已经过数字签名。 一旦创建，它们的哈希值就不能改变。 SHA-256 接受任何长度的输入字符串并提供固定的 256 位输出； 它是一种单向函数； 您无法从输出（您生成的内容）中完全推断出输入反向的反向。

比特币挖矿如何工作？

区块链是一种点对点网络，因其非常安全和透明而受到称赞，因此值得信赖。 这是因为区块链网络中的记录是使用时间戳和加密哈希函数保护的，因此在将交易记录到分类帐后更改交易几乎是困难和禁止的。 缺乏集中控制是区块链安全的基础。

这是开始比特币挖矿所需的全部知识。

比特币交易的基本要素

在比特币网络中启动交易时涉及三个组件：

交易的输入

交易的结果

交易金额

比特币挖掘程序会为每个难以破译的交易输入产生一个新的加密哈希问题。 然后，该程序根据制作区块所需的交易数量创建一棵 Merkle 树。

SHA-256 算法和默克尔树

哈希树，也称为默克尔树，是一棵树，其中数据块的哈希算法在每个叶子节点上都被标记，其子节点的哈希算法在每个非叶子节点上都被标记。 Merkle 树是一种数据结构，用作块内所有交易的摘要。

单个事务哈希也称为事务 ID，使用 SHA-256 技术在 Merkle 树中重复链接，直到只有一个哈希标识整个树。 这个哈希被称为 Merkle 根或根哈希。 Merkle 树允许比特币网络快速验证交易。

哈希函数属性包括：

唯一：对输入的任何修改总是会导致完全不同的哈希（不可预测）。 换句话说，两个不同的数据集不能产生相同的散列。

确定性: 相同的输入每次都会产生相同的哈希值。

不可逆: 哈希只在一个方向产生，这意味着不能从哈希中推导出原始字符串。

恒定输出大小：不管源数据的大小，相同的方法总是会创建相同长度的哈希。

区块头

区块头存储 Merkle 根，它是 Merkle 树的标识符。 区块头提供区块信息，包含以下组件：

比特币软件的版本号

前一个块的哈希

Merkle 根（根哈希）

特定时间的加密随机数

矿工将使用这些数据来解决哈希问题并添加一个块交易。

解决哈希难题

矿工必须通过在满足复杂性要求的同时将哈希定位在指定目标之下来解决哈希问题。 标头中包含的目标是一个 67 位数字，该数字根据尝试解决哈希函数的矿工数量确定挖矿难度。

重要的是要记住，这个难度在每个 2016 区块之后都会有所不同，具体取决于矿工在之前的 2016 区块中求解方程所花费的时间。 这也有助于将区块链中的交易附加率保持在 10 分钟。

矿工将尝试通过不断向区块头添加随机数来解决哈希问题，直到生成的哈希值小于目标值。 当矿机解决问题时，当节点达成共识时，一个新块在比特币网络上成功生成和验证。 当一个块被验证时，它包含的交易被验证，并且该块被添加到链中。 如前所述，这每 10 分钟发生一次。

挖比特币的先决条件 

比特币矿工将首先选择并设置他们的交易工具。 

GPU（图形处理单元）硬件、用于加密挖掘的 SSD 或 ASIC（专用集成电路）

用来存放的钱包 

挖矿软件

最喜欢的矿池（如果选择矿池挖矿选项而不是单独挖矿）

当所有这些都到位并且系统打开时，它开始自行挖掘。 只有在系统或网络故障、停电或日常系统维护的情况下，才会发生任何其他人机交互。

让我们详细讨论所有要求。

成为比特币矿工需要一个挖矿系统。 您可以购买预先构建的设置。 然而，它们可能比定制的采矿设备更昂贵。 整个采矿系统可能非常嘈杂，产生大量热量，并且必须每周 24 天、每天 XNUMX 小时运行。 在比特币挖矿业务中工作是一种非常紧张的氛围。

开发采矿设置类似于构建游戏计算机。 如果您自己构建它，您可能熟悉在出现问题时如何维护和维修硬件。 如果你没有时间做一个，你可能总是买一个已经建成的。

预建 采矿钻机 最多可能有两个 GPU，但定制的装备可能有更多的 GPU。 一个采矿设备，无论是新的还是二手的，都需要几千美元。 购买二手矿机将为您提供已经磨损且使用寿命有限的 GPU。

首先，该钻机只需要一个基本的 Windows 操作系统和一些采矿软件。 在您决定了适合您的采矿设置的情况后，您可以开始购买主板。 对于您的采矿设备，您不需要高端主板。 主要目标是能够支持尽可能多的 GPU。

这些 MOBO 也应该可以定制。 你看看华硕、微星和技嘉主板。 找到这些组件后，就该选择 CPU。 一个当代 具有 4-8 GB RAM 的多核 CPU 是必须的。 您不必为了获得更高的性能而牺牲稳定性而对 CPU 进行超频。 英特尔的入门级 CPU，例如 Celeron 或 Pentium，就足够了。

挖矿设置需要 至少1000W的电源 和 可靠的互联网连接. 由于这些采矿系统每周 24 天、每天 XNUMX 小时在高负载下运行，因此需要黄金级采矿电源。 这有可能显着提高电力成本！ 您可以连接两个电源来创建一个更大的采矿系统。

在所有昂贵的 GPU 和高功率电源之后，您可以节省存储和 RAM 的费用。 对于 Windows PC，建议使用 8GB RAM； 尽管如此，一个 4GB 的 RAM 就可以了。 请记住，如果您的电费或备用组件较低，您可以简单地以很少或没有额外成本建立一个采矿系统，而不会破坏银行。

您还应该考虑在当今环境中挖掘比特币区块的难度。 如果一切按计划进行，您可能会在 7-8 个月后开始赚钱。 如果您周围有任何硬件，您可以尝试一下！

开采比特币对环境的影响

比特币挖矿每年需要大约 91 太瓦时的电力。 这也是谷歌所有全球业务所用能源的七倍多。

在全球范围内，比特币的电力消耗对气候变化和实现《巴黎协定》的目标产生了可怕的影响，因为它转化为每年估计 22 至 22.9 万公吨的二氧化碳排放量——相当于 2 至 2 亿户家庭能源使用产生的二氧化碳排放量一年内。

根据一项分析，比特币可能导致全球变暖超过 2°C。 根据另一项估计，到 130 年，仅中国的比特币采矿业就可能排放 2 亿公吨二氧化碳。但是，如果更多的采矿业转移到美国和其他国家，除非使用更多的可再生能源，否则这个数字可能会更高。

专业人士 

交易在任何时候都是私密和安全的，可能的费用更少。 一旦你拥有比特币，你就可以随时随地将它们发送给任何人，从而减少每笔交易的时间和可能的成本。 交易中不包含姓名或信用卡号等个人信息，这降低了客户信息被用于欺诈性购买或身份盗用的危险。 （但请记住，为了在交易所购买比特币，您通常需要先关联您的银行账户。）

规避传统金融机构或政府中间人的能力。 在金融危机和大衰退之后，一些投资者渴望采用另一种去中心化的货币——一种传统银行、管理机构或其他第三方几乎无法控制的货币。

有很大的扩展空间。 一些购买并持有这笔钱的投资者认为，随着比特币的发展，更大的信心和更广泛的用途将会随之而来，从而增加货币的价值。

的利弊 

对黑客的担忧 虽然支持者声称比特币底层的区块链技术比传统的电子汇款更安全，但事实证明，比特币热钱包是黑客的诱人目标。 发生了许多引人注目的违规行为，例如 2019 年 40 月的报告称，超过 XNUMX 万美元的比特币从加密货币交易所 Binance 的多个高净值账户中被盗（该公司承担了损失）。

比特币目前只被少数互联网零售商接受。 这使得仅仅依靠比特币作为一种货币是不可能的。 政府甚至可能会强制零售商不接受比特币，以确保用户的交易可以被追踪。

结论

比特币挖掘是一个复杂的过程，需要解决复杂的算法。 如果你想开始挖掘比特币，你需要投资一些广泛的硬件和电源要求。 您可能需要几个月的时间才能开始赚钱。 然而，后来的回报可能令人难以置信。

我希望这篇文章能够回答您关于比特币挖矿的所有问题。 在评论区分享你的观点。

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什么是比特币挖矿？ | 了解关于BTC的一切 | 比特币入门

特币挖矿？ | 了解关于BTC的一切 | 比特币入门开始什么是比特币挖矿？比特币的新铸造过程在某些方面类似于从地球中提取贵金属的过程。因此，这个过程被称为“比特币挖矿”。正如比特币白皮书中所述： 不断增加固定数量的新币类似于金矿工人耗费资源将黄金加入流通。在我们的案例中，耗费的是CPU时间和电力。 比特币挖矿的简化概述如下：人们通过应用计算能力参与一种称为“工作量证明”（PoW）的过程，以竞争获得比特币奖励。之所以这样命名，是因为只有那些证明自己已经投入了足够资源（工作）的参与者（矿工）才有机会赢得奖励。大约每10分钟，奖励会分发给一个胜出的“矿工”。奖励有两部分 -> (1) “区块奖励”，即新铸造的比特币。在写作本文时，区块奖励设定为6.25比特币（但从2024年5月初开始，奖励将减半，之后每四年再减半，依此类推）。(2) 当前区块内所有交易相关的费用。希望进行交易的终端用户必须为拟议的交易附加一笔费用，以激励矿工将其包含在下一个区块中。目录为什么需要比特币挖矿？什么是工作证明，为什么它是必要的？比特币挖矿是如何工作的？什么是比特币的哈希算法？比特币挖矿中的难度调整是什么，为什么需要它？比特币挖矿合法吗？比特币挖矿对环境有害吗？比特币挖矿盈利吗？比特币挖矿如何影响比特币的价格？仅需 30 美元就能起步购买从比特币、比特币现金、以太坊等中选择相关文章从此处开始 →比特币快速入门指南了解比特币及其重要性的简明介绍。查看 →比特币快速入门指南了解比特币及其重要性的简明介绍。我如何创建比特币钱包？学习如何快速轻松地创建比特币钱包。了解不同的钱包类型及其各自的优缺点。查看 →我如何创建比特币钱包？学习如何快速轻松地创建比特币钱包。了解不同的钱包类型及其各自的优缺点。比特币术语查看 →比特币术语阅读我们的常见问题解答快速找到常见问题的答案。查看 →阅读我们的常见问题解答快速找到常见问题的答案。我怎样购买比特币？了解如何在几分钟内获得您的第一比特币。查看 →我怎样购买比特币？了解如何在几分钟内获得您的第一比特币。如何出售比特币？了解如何安全地将比特币兑换成本地货币。查看 →如何出售比特币？了解如何安全地将比特币兑换成本地货币。如何保障我的加密资产安全？确保您的加密资产安全，请遵循这些简单的建议。查看 →如何保障我的加密资产安全？确保您的加密资产安全，请遵循这些简单的建议。你收件箱中的 Bitcoin.com每周的重要新闻提要，加上为经济自由提供支持的教育资源和产品及服务更新注册使用 Bitcoin.com 钱包，开始安全投资已生成超过个钱包安全买卖、交易和投资比特币及其他加密货币所需要的一切立即创建您自己的钱包

挖矿是什么意思？比特币挖矿原理及如何挖比特币

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在哪些网站可以挖矿? 需要用到什么工具? 让Mitrade详细为你说明。一、比特币挖矿是什么?比特币的取得方式除了到市场上购买之外，还可以直接到矿持挖矿。所谓的挖矿，就是利用电脑演算法来解决一系列复杂的数学问题，以此来帮助全球比特币持有者的帐本一致。网路设定约每10分钟可以得到一个合格的答案，随后系统会产生一定量的比特币作为奖励给答对的人。由于随着持有人数增加，记帐的功夫会越来越困难，而且需要大量的运算才可以成功得到正确答案。这一运算的过程就称之为挖矿。二、矿机、矿工、矿池和挖矿挖矿一开始可以用一般电脑进行，运行至今一般电脑已经无法负担如此高的运算量，于是产生专门用来解决这些大量运算的电脑，俗称『矿机』，这些矿机的CPU/GPU远胜一般电脑，于此同时也会产生大量的电力耗损。因此挖取比特币或其他加密货币的投资人也要时时注意目前加密货币的价格是否在挖取成本之上，由于全球电价并不统一，目前有许多投资人会把机台搬到电费较便宜的地区进行挖矿作业。这些使用矿机挖矿的比特币投资人则被称为『矿工』。至于可以挖的到比特币的平台则被称为『矿池』，往往结合了大量的个人算力。如果个人想要挖比特币，首先需要根据个人情况选择合适的矿池和挖矿工具，并在矿池中注册帐号，下载挖矿工具，启动确认帐户，选择好伺服器登录并选择好将用于挖矿的CPU/GPU，点击开始采矿就可以开始挖矿了。三、矿工收入来源比特币矿工通常有两个收入来源：比特币奖励 和 交易费用。旷工收入最高峰的时候是2021年4季度，那是也是比特币价格最高峰，市场交易非常活跃、比特币价格高低都直接决定了他们的收入。之后由于比特币价格下跌、能源价格高涨、旷工收入近来持续下滑。现在挖矿难度越来越高，许多矿厂倒闭、矿企被迫投入新矿机、旷工被迫放弃挖矿事业。不过值得注意的是，随着新矿机的升级，目前挖矿的哈希率提高了 3 或 4 倍。四、比特币挖矿矿机的演变挖加密货币的工具称为挖矿机，这类计算机一般有专业的挖矿晶片。最早，比特币矿工都是透过Intel或AMD的CPU产品来挖矿。但由于挖矿是运算密集型应用，且随着挖矿人数与装置效能的不断提升难度逐渐增加，现在使用CPU挖矿早已毫无收益甚至亏损。现在多采用GPU或FPGA等挖矿装置，同时这些挖矿成本高、耗电量大。计算机下载挖矿软件然后运行特定算法，与远方服务器通讯后可得到相应比特币。五、比特币挖矿网站准备好了矿机，接下来大家可能想知道要到哪里挖矿!一般来说我们不是到某个网站来挖矿，而是使用挖矿软体。这些挖矿软体等于是把基本架构都先架好，让你可以轻松的使用。挖矿等于是写一套程式给电脑跑，所以你要先看你的电脑是apple的还是window或linux的另外再确认你的矿机是ASIC、FPGA、CPU、GPU哪一种，因为不同的挖矿软体都会媒合不同的作业环境以及硬体。下表就是将市场最常见的5个挖矿软体透过表格来让大家了解他们：挖矿软体CGMinerBFGMinerEasyMinerSimpleMiningCudo Miner可配合矿机ASICFPGAGPUCPUASICFPGAGPUCPUASICGPUCPUGPU能使用的作业系统WindowsLinuxMac OS XWindowsWindowsLinuxWindowsMacLinuxWindowsLinuxMacUbuntu是否收费不收费不收费不收费收取服务费收取服务费特色全球使用人数最多使用C语言编写如果突然断电，资料会被暂存全球使用人数第2多使用C语言编写可同时挖掘多个加密货币有聊天系统可以与老手交流适合有多台矿机的矿工可以自动选择当下价格最高的加密货币来挖。缺点不支援WIN10无管理接口不适合新手不支援WIN10不支援WIFI昂贵六、比特币挖矿 VS 比特币在线交易比特币挖矿需要投入大量的资金购买硬体设备，还需要考虑软体、电费、环境等等问题。因此一般投资人比较建议是透过交易比特币赚钱，相对来说不用投入那么高的建置成本，只需要分析比特币价格波动，就能参与其中，是比较亲民的做法。在Mitrade在线交易比特币的优势没有设备成本，交易加密货币不需要购买矿机、设备等高额的成本，只需要在交易所开户，像交易股票一样，看盘交易就可以。合约支持双向交易，交易加密货币有多种形式，可以现货也可以合约，而合约更可以双向交易，无论市场上涨或下跌，都有交易机会。完全隐私，比特币的购买和交易是完全匿名的，且无法追踪，不需要银行等第三方。简单3步， 开启你的交易之旅1注册填写资讯并提交您的申请2入金通过多种方式可快速存入资金3交易发掘交易机会及快速下单立即开始 免责声明: 本文内容仅代表作者个人观点，不代表mitrade官方立场，也不能作为投资建议。文章内容仅做参考，读者不应以本文作为任何投资依据。 mitrade对任何以本文为交易依据的结果不承担责任。 Mitrade亦不能保证本文内容的准确性。在做出任何投资决定之前，您应该寻求独立财务顾问的建议，以确保您了解风险。差价合约（CFD）是杠杆性产品，有可能导致您损失全部资金。这些产品并不适合所有人，请谨慎投资。查阅详情这篇文章有帮到你吗？相关文章什么是冷钱包？如何选择和使用冷钱包？ 2023年冷钱包推荐人们对冷钱包的需求急剧增加，想通过冷钱包保管加密资产。然而，市场上有许多不同的冷钱包，它们有什么不同？应该如何选择？怎么使用呢？本文将为您作答。作者  Mitrade 分析师人们对冷钱包的需求急剧增加，想通过冷钱包保管加密资产。然而，市场上有许多不同的冷钱包，它们有什么不同？应该如何选择？怎么使用呢？本文将为您作答。【铭文铸造】BRC-20全网最简单攻略丨手把手教你铸造铭文需要提前准备比特币、钱包、代打平台3个东西，具体操作非常简单，请看教程。作者  区块链思维需要提前准备比特币、钱包、代打平台3个东西，具体操作非常简单，请看教程。虚拟货币买卖or交易? 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挖矿原理

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在比特币的P2P网络中，有一类节点，它们时刻不停地进行计算，试图把新的交易打包成新的区块并附加到区块链上，这类节点就是矿工。因为每打包一个新的区块，打包该区块的矿工就可以获得一笔比特币作为奖励。所以，打包新区块就被称为挖矿。

比特币的挖矿原理就是一种工作量证明机制。工作量证明POW是英文Proof of Work的缩写。

在讨论POW之前，我们先思考一个问题：在一个新区块中，凭什么是小明得到50个币的奖励，而不是小红或者小军？

当小明成功地打包了一个区块后，除了用户的交易，小明会在第一笔交易记录里写上一笔“挖矿”奖励的交易，从而给自己的地址添加50个比特币。为什么比特币的P2P网络会承认小明打包的区块，并且认可小明得到的区块奖励呢？

因为比特币的挖矿使用了工作量证明机制，小明的区块被认可，是因为他在打包区块的时候，做了一定的工作，而P2P网络的其他节点可以验证小明的工作量。

工作量证明

什么是工作量证明？工作量证明是指，证明自己做了一定的工作量。例如，在驾校学习了50个小时。而其他人可以简单地验证该工作量。例如，出示驾照，表示自己确实在驾校学习了一段时间：

比特币的工作量证明需要归结为计算机计算，也就是数学问题。如何构造一个数学问题来实现工作量证明？我们来看一个简单的例子。

假设某个学校的一个班里，只有一个女生叫小红，其他都是男生。每个男生都想约小红看电影，但是，能实现愿望的只能有一个男生。

到底选哪个男生呢？本着公平原则，小红需要考察每个男生的诚意，考察的方法是，出一道数学题，比如说解方程，谁第一个解出这个方程，谁就有资格陪小红看电影：

因为解高次方程没有固定的公式，需要进行大量的计算，才能算出正确的结果，这个计算过程就需要一定的工作量。假设小明率先计算出了结果x＝2.5，小红可以简单地验证这个结果是否正确：

可以看出，解方程很困难，但是，验证结果却比较简单。所以，一个有效的工作量证明在于：计算过程非常复杂，需要消耗一定的时间，但是，验证过程相对简单，几乎可以瞬间完成。

现在出现了另一个问题：如果其他人偷看了小明的答案并且抢答了怎么办？

要解决这个问题也很容易，小红可以按照男生的编号，给不同的男生发送不同的方程，方程的第一项的系数就是编号。这样，每个人要解的方程都是不一样的。小明解出的x＝2.5对于小军来说是无效的，因为小军的编号是3，用小明的结果验证小军的方程是无法通过验证的。

事实上如果某个方程被验证通过了，小红可以直接从方程的第一项系数得知是谁解出的方程。所以，窃取别人的工作量证明的结果是没有用的。

通过工作量证明，可以有效地验证每个人确实都必须花费一定时间做了计算。

在比特币网络中，矿工的挖矿也是一种工作量证明，但是，不能用解多项式方程来实现，因为解多项式方程对人来说很难计算，对计算机来说非常容易，可以在1秒钟以内完成。

要让计算机实现工作量证明，必须找到一种工作量算法，让计算机无法在短时间内算出来。这种算法就是哈希算法。

通过改变区块头部的一个nonce字段的值，计算机可以计算出不同的区块哈希值：

直到计算出某个特定的哈希值的时候，计算结束。这个哈希和其他的哈希相比，它的特点是前面有好几个0：

hash256(block data, nonce=0) = 291656f37cdcf493c4bb7b926e46fee5c14f9b76aff28f9d00f5cca0e54f376f

hash256(block data, nonce=1) = f7b2c15c4de7f482edee9e8db7287a6c5def1c99354108ef33947f34d891ea8d

hash256(block data, nonce=2) = b6eebc5faa4c44d9f5232631f39ddf4211443d819208da110229b644d2a99e12

hash256(block data, nonce=3) = 00aeaaf01166a93a2217fe01021395b066dd3a81daffcd16626c308c644c5246

hash256(block data, nonce=4) = 26d33671119c9180594a91a2f1f0eb08bdd0b595e3724050acb68703dc99f9b5

hash256(block data, nonce=5) = 4e8a3dcab619a7ce5c68e8f4abdc49f98de1a71e58f0ce9a0d95e024cce7c81a

hash256(block data, nonce=6) = 185f634d50b17eba93b260a911ba6dbe9427b72f74f8248774930c0d8588c193

hash256(block data, nonce=7) = 09b19f3d32e3e5771bddc5f0e1ee3c1bac1ba4a85e7b2cc30833a120e41272ed

...

hash256(block data, nonce=124709132) = 00000000fba7277ef31c8ecd1f3fef071cf993485fe5eab08e4f7647f47be95c

比特币挖矿的工作量证明原理就是，不断尝试计算区块的哈希，直到计算出一个特定的哈希值，它比难度值要小。

比特币使用的SHA-256算法可以看作对随机输入产生随机输出，例如，我们对字符串Hello再加上一个数字计算两次SHA-256，根据数字的不同，得到的哈希是完全无规律的256位随机数：

hash256("Hello?") = ????????????????????????????????????????????????????????????????

大约计算16次，我们可以在得到的哈希中找到首位是0的哈希值，因为首位是0出现的概率是1/16：

hash256("Hello1") = ffb7a43d629d363026b3309586233ab7ffc1054c4f56f43a92f0054870e7ddc9

hash256("Hello2") = e085bf19353eb3bd1021661a17cee97181b0b369d8e16c10ffb7b01287a77173

hash256("Hello3") = c5061965d37b8ed989529bf42eaf8a90c28fa00c3853c7eec586aa8b3922d404

hash256("Hello4") = 42c3104987afc18677179a4a1a984dbfc77e183b414bc6efb00c43b41b213537

hash256("Hello5") = 652dcd7b75d499bcdc61d0c4eda96012e3830557de01426da5b01e214b95cd7a

hash256("Hello6") = 4cc0fbe28abb820085f390d66880ece06297d74d13a6ddbbab3b664582a7a582

hash256("Hello7") = c3eef05b531b56e79ca38e5f46e6c04f21b0078212a1d8c3500aa38366d9786d

hash256("Hello8") = cf17d3f38036206cfce464cdcb44d9ccea3f005b7059cff1322c0dd8bf398830

hash256("Hello9") = 1f22981824c821d4e83246e71f207d0e49ad57755889874d43def42af693a077

hash256("Hello10") = 8a1e475d67cfbcea4bcf72d1eee65f15680515f65294c68b203725a9113fa6bf

hash256("Hello11") = 769987b3833f082e31476db0f645f60635fa774d2b92bf0bab00e0a539a2dede

hash256("Hello12") = c2acd1bb160b1d1e66d769a403e596b174ffab9a39aa7c44d1e670feaa67ab2d

hash256("Hello13") = dab8b9746f1c0bcf5750e0d878fc17940db446638a477070cf8dca8c3643618a

hash256("Hello14") = 51a575773fccbb5278929c08e788c1ce87e5f44ab356b8760776fd816357f6ff

hash256("Hello15") = 0442e1c38b810f5d3c022fc2820b1d7999149460b83dc680abdebc9c7bd65cae

如果我们要找出前两位是0的哈希值，理论上需要计算256次，因为00出现的概率是162=256，实际计算44次：

hash256("Hello44") = 00e477f95283a544ffac7a8efc7decb887f5c073e0f3b43b3797b5dafabb49b5

如果我们要找出前3位是0的哈希值，理论上需要计算163=4096次，实际计算6591次：

hash256("Hello6591") = 0008a883dacb7094d6da1a6cefc6e7cbc13635d024ac15152c4eadba7af8d11c

如果我们要找出前4位是0的哈希值，理论上需要计算164=6万5千多次，实际计算6万7千多次：

hash256("Hello67859") = 00002e4af0b80d706ae749d22247d91d9b1c2e91547d888e5e7a91bcc0982b87

如果我们要找出前5位是0的哈希值，理论上需要计算165=104万次，实际计算158万次：

hash256("Hello1580969") = 00000ca640d95329f965bde016b866e75a3e29e1971cf55ffd1344cdb457930e

如果我们要找出前6位是0的哈希值，理论上需要计算166=1677万次，实际计算1558万次：

hash256("Hello15583041") = 0000009becc5cf8c9e6ba81b1968575a1d15a93112d3bd67f4546f6172ef7e76

对于给定难度的SHA-256：假设我们用难度1表示必须算出首位1个0，难度2表示必须算出首位两个0，难度N表示必须算出首位N个0，那么，每增加一个难度，计算量将增加16倍。

对于比特币挖矿来说，就是先给定一个难度值，然后不断变换nonce，计算Block Hash，直到找到一个比给定难度值低的Block Hash，就算成功挖矿。

我们用简化的方法来说明难度，例如，必须计算出连续17个0开头的哈希值，矿工先确定Prev Hash，Merkle Hash，Timestamp，bits，然后，不断变化nonce来计算哈希，直到找出连续17个0开头的哈希值。我们可以大致推算一下，17个十六进制的0相当于计算了1617次，大约需要计算2.9万亿亿次。

17个0 = 1617 = 295147905179352825856 = 2.9万亿亿次

实际的难度是根据bits由一个公式计算出来，比特币协议要求计算出的区块的哈希值比难度值要小，这个区块才算有效：

Difficulty = 402937298

= 0x18 0455d2

= 0x0455d2 * 28 * (0x18 - 3)

= 106299667504289830835845558415962632664710558339861315584

= 0x00000000000000000455d2000000000000000000000000000000000000000000

注意，难度值的数值越小，说明哈希值前面的0越多，计算的难度越大。

比特币网络的难度是不断变化的，它的难度保证大约每10分钟产生一个区块，而难度值在每2015个区块调整一次：如果区块平均生成时间小于10分钟，说明全网算力增加，难度也会增加，如果区块平均生成时间大于10分钟，说明全网算力减少，难度也会减少。因此，难度随着全网算力的增减会动态调整。

比特币设计时本来打算每2016个区块调整一次难度，也就是两周一次，但是由于第一版代码的一个bug，实际调整周期是2015个区块。

根据比特币每个区块的难度值和产出时间，就可以推算出整个比特币网络的全网算力。

比特币网络的全网算力一直在迅速增加。目前，全网算力已经超过了100EH/每秒，也就是大约每秒钟计算1万亿亿次哈希：

所以比特币的工作量证明被通俗地称之为挖矿。在同一时间，所有矿工都在努力计算下一个区块的哈希。而挖矿难度取决于全网总算力的百分比。举个例子，假设小明拥有全网总算力的百分之一，那么他挖到下一个区块的可能性就是1%，或者说，每挖出100个区块，大约有1个就是小明挖的。

由于目前全网算力超过了100EH/s，而单机CPU算力不过几M，GPU算力也不过1G，所以，单机挖矿的成功率几乎等于0。比特币挖矿已经从早期的CPU、GPU发展到专用的ASIC芯片构建的矿池挖矿。

当某个矿工成功找到特定哈希的新区块后，他会立刻向全网广播该区块。其他矿工在收到新区块后，会对新区块进行验证，如果有效，就把它添加到区块链的尾部。同时说明，在本轮工作量证明的竞争中，这个矿工胜出，而其他矿工都失败了。失败的矿工会抛弃自己当前正在计算还没有算完的区块，转而开始计算下一个区块，进行下一轮工作量证明的竞争。

为什么区块可以安全广播？因为Merkle Hash锁定了该区块的所有交易，而该区块的第一个coinbase交易输出地址是该矿工地址。每个矿工在挖矿时产生的区块数据都是不同的，所以无法窃取别人的工作量。

比特币总量被限制为约2100万个比特币，初始挖矿奖励为每个区块50个比特币，以后每4年减半。

共识算法

如果两个矿工在同一时间各自找到了有效区块，注意，这两个区块是不同的，因为coinbase交易不同，所以Merkle Hash不同，区块哈希也不同。但它们只要符合难度值，就都是有效的。这个时候，网络上的其他矿工应该接收哪个区块并添加到区块链的末尾呢？答案是，都有可能。

通常，矿工接收先收到的有效区块，由于P2P网络广播的顺序是不确定的，不同的矿工先收到的区块是有可能的不同的。这个时候，我们说区块发生了分叉：

在分叉的情况下，有的矿工在绿色的分叉上继续挖矿，有的矿工在蓝色的分叉上继续挖矿：

但是最终，总有一个分叉首先挖到后续区块，这个时候，由于比特币网络采用最长分叉的共识算法，绿色分叉胜出，蓝色分叉被废弃，整个网络上的所有矿工又会继续在最长的链上继续挖矿。

由于区块链虽然最终会保持数据一致，但是，一个交易可能被打包到一个后续被孤立的区块中。所以，要确认一个交易被永久记录到区块链中，需要对交易进行确认。如果后续的区块被追加到区块链上，实际上就会对原有的交易进行确认，因为链越长，修改的难度越大。一般来说，经过6个区块确认的交易几乎是不可能被修改的。

小结

比特币挖矿是一种带经济激励的工作量证明机制；

工作量证明保证了修改区块链需要极高的成本，从而使得区块链的不可篡改特性得到保护；

比特币的网络安全实际上就是依靠强大的算力保障的。

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比特币的工作原理

这是个经常引起混淆的问题，下面是个简明扼要的解释！

新用户所需了解的基本知识

作为新用户，你可以开始使用比特币，而不需要理解其中的技术细节。一旦你在电脑或手机上安装一个比特币钱包，它会生成你的第一个比特币地址，并且在你需要的任何时候都可以生成更多的地址。你可以将你的地址告诉你的朋友们，他们便能够通过这个地址向你支付比特币，反之亦然。事实上，这跟电子邮件的运作方式是非常相似的，除了一个比特币地址应该只被使用一次。

余额 - 区块链

比特币区块链是整个比特币网络所依赖的公共共享总帐。所有确认的交易均包含在区块链中。这样比特币钱包可以计算出可用余额，并核实新的交易中消费方花费的确实是自己的比特币。密码学确保了区块链的完整性和时间顺序。

交易 - 私钥

一笔交易是指包含在区块链里的比特币钱包之间的价值转移。 比特币钱包保存着一份称作私钥或种子的保密数据用来为交易签名，即提供数学证据证明这些交易来自钱包的拥有者。这个 签名也确保交易发生后不会被任何人修改。所有的交易在用户之间广播，通常在接下来的10-20分钟内通过一个称作 挖矿的处理过程开始被比特币网络所确认。

处理 - 挖矿

挖矿是个将待确认的交易数据包含到区块链中，从而完成对这些交易进行确认的分布式共识系统。通过挖矿，可以强制性保证块链中的数据按时间顺序存储，保持比特币网络的中立性，且允许比特币网络上不同的计算机对系统状态达成一致。交易要获得确认，必须要被打包到一个符合非常严格的密码学规则的区块中，并通过比特币网络进行验证。这些规则可以防止对已有块的修改，因为一旦有改动，之后所有的块都将失效。挖矿的难度和中彩票相当，没人可以轻易地、连续地将新块加入到块链中。因此，没有集体和个人可以控制块链中包含什么样的内容或者替换掉块链中的部分内容以达到撤销他们交易的目的。

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这只是一份比特币的概要。如果你需要更多的细节，你可以阅读描述了比特币设计的最初的论文，开发者文档，或者查看比特币百科。

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十分钟带你看懂比特币的运行原理 - 知乎

十分钟带你看懂比特币的运行原理 - 知乎首发于大数据分析·人工智能切换模式写文章登录/注册十分钟带你看懂比特币的运行原理CDA数据分析师有一种货币目前价值成百上千美元 ，但不是由金子、铂金或任何贵重金属制造的，这就是比特币，那么比特币的原理是什么呢?针对不方便打开视频的小伙伴，CDA字幕组也贴心的整理了文字版本，如下：假设有一种货币目前价值成百上千美元 ，但不是由金子、铂金或任何贵重金属制造的，实际上这不是你能放在手中或存钱罐中的钱币。这是数字货币，意味着它只以电子的形式存在。我说的就是比特币，比特币的原理与大多数货币很不一样。它不依附于国家或政府，因此它没有中央发行机构或监管机构。这意味着没有组织机构决定：什么时候要制造更多的比特币；决定要制造多少；追踪比特币流向或调查欺诈行为。那么作为一种货币，比特币是怎么运作的呢?或者比特币是如何具有价值的呢?如果没有整个互联网或密码学，比特币不会存在。实际上有时比特币也被认为是世界上第一种加密货币。​比特币的运行原理比特币是数字货币。你能在世界范围内，点对点互联网中的计算机间进行比特币交换。大多数点对点互联网的目的在于进行分享。比如让人们对合法的音乐或电影进行复制从而下载。如果比特币是数字货币，那么什么阻止你复制出大量的伪币，从而变得富到流油呢?不像mp3或视频文件，比特币不是一串可以进行复制的数据。比特币实际上是一种名为区块链的大型全球分类账，之后我们会详细解释。区块链会记录所发生的每笔比特币交易。截止到2016年底整个分类账的数据为107GB。因此当你给他人发送比特币时，不像发送文件，你实际上是将交易记录在大型的分类账上。例如"Michael发给Hank 5个比特币”。可能你在想 "等等，你说比特币没有中央机构进行记录”。虽然比特币是中央记录的，但没有任何官方的人会更新分类账，像银行一样跟踪每个人的钱。它是分散式的。实际上任何人都能主动更新区块链的全部新交易，非常多的人都在做。这是可行的，因为许多人在追踪相同的内容，保证所有的交易是正确的。假设你和一些朋友在玩扑克，但你们都没有扑克牌筹码，而且你忘带钱，大家都没有钱。因此你们拿出笔记本开始记录谁下注了多少，谁赢谁输。你不完全信任其他人，因此每个人都单独记录自己的账。每一手牌结束时，你们都会对比互相写了什么。这样的话，如果有人记错了或想作弊，为自己多记一些钱，那就会当场被发现。在几手牌之后，你会发现你在笔记本上记录了钱的流向。你可以把记录的每页视为一个交易块。最终你的笔记本会记录了许多页的信息，即一连串的块，因此形成了区块链。如果有成千上万的人在分别维护比特币区块链，那么这些分类账是如何保持一致的呢?回到之前扑克牌的例子。把整个比特币点对点网络视为一个很大的扑克牌桌，周围坐着数百万的人参加。有些人只是在交换钱币，但许多人在主动记录分类账。如何你想发送或收到钱，你必须告诉桌上的每个人，那么记录的人就能更新分类账。因此每次交易你需要告知比特币网络几点内容：你的账号；你要发送比特币的人的帐号；以及你要发送多少比特币。所有记录区块链的人会将你的交易添加到目前的区块上。让许多人记录交易似乎是不错的安全措施。但是如何发送比特币只需要一些账号数字的话，这样似乎会存在安全问题。只是普通钱币的话，这会是一个大问题，不妨想想那些试图盗取他人信用卡信息的不法分子。比特币中不存在中央银行去发现有哪儿出了问题，从而阻止欺诈行为，比如突然你把毕生的存款都花在牛肉干上之类的。那么如何阻止Hank假装是我，把我的比特币都发送给他自己呢?多亏了密码学，比特币十分安全。这也是为什么比特币被认为是一种加密货币。密钥具体来说，比特币能保持安全是由于密钥。密钥含有大量信息从而能从数学上确保一些消息，比如”嘿，这真的是来自我本人”。当你在比特币网络上创建账号，也就是你听说的所谓"钱包”。这个账号连接了两个独特的密钥：私人密钥和公共密钥。在这种情况下，私人密钥对一些数据进行标记，也就是所谓的进行"签名”。那么其他人就可以在之后对签名进行验证。假设我想在网络中发送消息说，”Michael给Olivia发送了3比特币”。那么我用我的私人密钥对消息进行签名，私人密钥只有我有，其他人都无法仿制。接着我将签名后的消息发送到比特币网络中，每个人都能用我的公共密钥保证我的签名生效。这样每个记录所有的比特币交易的人，能够将我的交易添加到他们的区块链副本中。换而言之，如何公共密钥奏效的话，这就证明了消息是通过我的私人密钥签名的，同时这也是我想发送的内容。不同于手写签名或信用卡号，这种身份证明无法被骗子伪造。交易中的时间每笔交易的"谁"是非常重要的，用来确保正确的人在比特币交易；但”何时"同样重要。假设你在银行账号中有一千美元，你想买两个均为一千美元的物品。银行会接受第一次的购买，拒绝第二次的购买。如果银行不这么做你将可以多次使用同一笔钱，这听起来很棒 ，但也很糟糕。金融系统不能这样运行，因为没有人会获得报酬。如果我有一笔钱只够支付给Olivia或者Hank，但我想付给他们两个人。在比特币系统中内置了检查，比特币网络和你的钱包会自动检查你以前的交易，以确保你有足够的比特币可供发送。但围绕时间又存在一个问题，因为全世界有许多人在记录区块链的副本，网络延迟意味着你无法总是以同样的顺序收到交易请求。现在有许多人有稍微不同的区块可选，但每个人都不一定是错的。比特币要怎么解决这个问题呢?数学问题证明是通过真正解决问题，数学问题。要添加一个区块的交易，每个维护分类账的人必须解决一个由加密哈希函数创建特殊的数学问题。哈希函数是一个算法，当中输入的大小任意，但得出的输出大小固定。假设你有一些数字作为输入，哈希函数定义要把这些数字加起来，这种情况下输出为10。对于密码学来说哈希函数很棒的点在于，当你给出输入，很容易得出输出。但是给出输出很难弄清最初的输入是什么。即使是这个简单的例子，也有很多数字加起来为10。唯一得出输入为1 2 3 4 的方法就是不断猜直到答对。如今比特币使用的哈希函数称为SHA256，这表示安全的哈希算法256位，最初由美国国家安全局创建。专门用来解决SHA256哈希问题的计算机，平均需要10分钟来解决每个问题，意味着在答对前需要数以亿计次尝试。谁第一个解答了哈希问题能够在交易中添加下一个区块，从而生成新需要解决的数学问题。如果许多人几乎在同时添加了区块，网络选出其中一个 这就成为全长且最信任的链子。这些没被选择的链子上的交易将重新被放入池中，将被添加到之后的区块上。这些志愿者在专门的计算机上花费了数千美元，从而去解答SHA256问题，付高昂的电费保持机器的运转，但为什么呢?维护区块链他们能获得什么呢?只是社区服务吗?奖励系统比特币其实有内置的系统来奖励他们。如今每次当你率先添加区块到区块链中，就有12.5个比特币会凭空添加到你的账号中。实际上你可能通过比特币分类账维护者的另一个名字知道他们：矿工。因为更新区块链，就像在那些哈希问题上挥舞着镐头希望以此致富。当比特币在2009年首次被创建时，它没有太多价值，数十个比特币可能相当于一堆硬币。然而在2016年11月10日，一个比特币价值708美元，因此12.5比特币价值8850美元，这是很不错的改变。 每个比特币的存在都是为了奖励比特币矿工而创造的，除了在交易中添加新区块时获得的报酬，矿工在每笔交易中还能获得一小笔小费。同样值得注意的是，每到21万区块时，当添加新的区块时，产生的币数量会减少一半。因此开始奖励为50比特币，减少为25，之后是12.5。在之后几年会变为6，并且继续下降。最终一个区块中会有很多笔交易，矿工们主要通过从当中获得小费，这还是值得的。最新的预测是：最后的比特币，大约是第2100万个，会在2140年内被挖到。比特币数量的减少实际上在模拟地球上被开采金子的速度。目的是限制比特币提供数量能够随着时间提高其价值。那么投资比特币是一个好主意吗?在这里我们不进行深究。比特币仍然不稳定并且在实验阶段，很多人喜欢比特币，还有很多人认为它注定会失败。我们觉得这是个有趣的想法，让我们不禁思考密码学之后又能为我们做些什么。获取更多内容可移步：数据分析培训,12年全栈数据科学教育品牌-CDA数据分析师编辑于 2019-02-26 10:17区块链(Blockchain)​赞同 262​​14 条评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录大数据分析·人工智能分享行业干货，分享实时热点，还有生活的点点