區塊鍊 | 一文了解比特币的挖礦、礦機—《區塊鍊曆史鍊條》3

區塊鍊從15年火到18年，但是你卻對區塊鍊一知半解，小編特打造《區塊鍊曆史鍊條》，将抽象的區塊鍊概念由抽象化解釋為形象化，供君參考。

21比特币的數字簽名

比特币的數字簽名，就是隻有比特币轉賬中轉出的人才能生成的，一段防僞造的字元串。通過驗證該數字串，一方面證明該交易是轉出方本人發起的，另一方面證明交易資訊在傳輸中沒有被更改。數字簽名由數字摘要和非對稱加密技術組成。首先通過數字摘要技術把交易資訊縮短成固定長度的字元串，然後用自己的私鑰對摘要進行加密，形成數字簽名。完成後，需要将完整交易資訊和數字簽名一起廣播給礦工，礦工用牛牛的公鑰進行驗證，如果驗證成功，說明該筆交易确實是牛牛發出的，且資訊未被更改。非對稱加密技術是指數字簽名加密的私鑰和解密的公鑰不一緻。看起來好複雜，其實真實轉賬過程隻需要你輸入私鑰就瞬間完成啦！

22比特币交易和找零機制

比特币轉賬可以一次把多個位址的餘額轉出，也可以一次轉入多個位址。舉個栗子，你需要支付給牛牛5個比特币，但是你的A/B/C 3個位址裡各有1/2/2個比特币，每個位址的餘額都不足以支付5個比特币。這時候，你可以發起一筆轉賬，同時把A/B/C三個位址共5個比特币轉賬給牛牛。再舉個栗子，如果你的比特币位址有5個比特币，但是你隻需要轉1個給牛牛。你需要在轉賬的時候告訴礦工：我有5個比特币，其中1個轉給牛牛，另外4個轉回給我自己（可以是原位址或建立新的位址）。千萬别忘了說哦，不然剩餘的4個比特币就全給礦工當手續費了。這就是比特币的找零機制。

23挖礦是什麼

挖礦是将一段時間内比特币系統中發生的交易進行确認，并記錄在區塊鍊上形成新區塊的過程，挖礦的人叫做礦工。簡單說來，挖礦就是記賬的過程，礦工是記賬員，區塊鍊就是賬本。怎樣激勵礦工來挖礦呢？比特币系統的記賬權力是去中心化的，即每個礦工都有記賬的權利。成功搶到記賬權的礦工，會獲得系統新生的比特币獎勵。是以，挖礦就是生産比特币的過程。中本聰最初設計比特币時規定每産生210000個區塊，比特币獎勵減半一次，直至比特币不能再被細分。因為比特币和黃金一樣總量有限。是以比特币被稱為數字黃金,比特币生産也俗稱挖礦。

24比特币怎麼挖礦

比特币通過挖礦産生。每10分鐘，全網礦工一起計算一道算術題，誰先算出答案，就相當于挖到了這個區塊，該礦工便能獲得系統新生的比特币獎勵。在比特币剛誕生的時候，通過計算機的CPU便可以挖礦。随着挖礦的礦工越來越多，目前用CPU已經不能挖出比特币了，大家開始用礦機挖礦。如果你想挖礦，首先需要準備好礦機、比特币位址、挖礦軟體等。但是目前比特币網絡算力太大，個人購置少量礦機也很難挖出區塊。很多礦工加入礦池一起挖礦，礦場隻負責計算，礦池負責資訊打包。礦池挖到比特币之後根據礦場的算力占比配置設定收益，以此保證更加穩定的投入産出。

25礦工是怎麼挖礦的

在區塊鍊興起之前，礦工專指挖煤礦的勞工，群體印象是渾身沾滿了煤屑，衣服以外都是黝黑皮膚的男人。區塊鍊誕生之後，礦工不再隻是煤礦勞工的簡稱，有了一種全新的含義：從事虛拟貨币挖礦的人。和傳統的“礦工”不同，區塊鍊産業區塊鍊領域的礦工具有更多的科技色彩。礦工的主要工作是交易确認和資料打包，如果你想成為一名礦工，其實也比較簡單，購買一台專用的計算裝置，下載下傳挖礦軟體，就可以開始挖礦了。挖礦不需要礦工親自動手，實際是由電腦在執行特定的運算，對于礦工來說隻要保證礦機電力供應和網絡連接配接就可以了。

26礦機是什麼

以比特币為例，比特币礦機就是通過運作大量計算争奪記賬權進而獲得新生比特币獎勵的專業裝置，一般由挖礦晶片、散熱片和風扇組成，隻執行單一的計算程式，耗電量較大。挖礦實際是礦工之間比拼算力，擁有較多算力的礦工挖到比特币的機率更大。随着全網算力上漲，用傳統的裝置（CPU、GPU）挖到比特的難度越來越大，人們開發出專門用來挖礦的晶片。晶片是礦機最核心的零件。晶片運轉的過程會産生大量的熱，為了散熱降溫，比特币礦機一般配有散熱片和風扇。使用者在電腦上下載下傳比特币挖礦軟體，用該軟體配置設定好每台礦機的任務，就可以開始挖礦了。每種币的算法不同，所需要的礦機也各不相同。

27礦場長什麼樣

礦場是集中管理礦機的場所，一般選址在電費相對比較便宜并且比較穩定的地方。早期的礦場營運比較粗放，就是搭一個架子，然後把礦機放上去，就可以開始營運了。後來發現這種運作方式下，礦機損壞率高，維修成本太高了。後來開始有了通風、還有隔塵等方案，再往後發展，就有了有室内溫度和濕度的嚴格控制。現在整個礦場的營運方案還在不斷更新和進化。因為礦機運作起來噪音比較大，一台礦機運轉時，在一米處測試噪音達73dB(a)左右，幾千台礦機運轉起來的時候對周圍的影響可想而知，是以有些地方經過設計和裝修改造，出現了靜音礦場。

28比特币挖礦機的進化史

自從比特币誕生以來，比特币挖礦經曆了以下四個階段：CPU挖礦→GPU挖礦→專業礦機挖礦→礦池挖礦。2009年1月3日，比特币創始人中本聰用電腦CPU挖出了第一批比特币。随着大家對比特币的認可，挖礦的人越來越多，全網算力不斷上升，挖礦難度逐漸上漲。2010年9月18日第一個顯示卡挖礦軟體釋出。一張顯示卡相當于幾十個CPU，挖礦能力得到明顯提升。之後又有人發明了基于挖礦晶片的專業挖礦裝置，即礦機。目前行業領先的螞蟻礦機裝有将近200張BM1387晶片，相當于3萬多張GPU的算力。随着更多礦機加入挖礦，單獨的礦機也很難挖到比特币了。于是，礦工将自己的礦機集中起來，形成了礦場和礦池。

29礦池怎麼挖礦

随着參與挖礦的人數越來越多，比特币全網的算力不斷上漲，單個裝置或少量的算力都很難再挖到比特币。這時候，礦池誕生了。礦池突破地理位置的限制，将分散在全球的礦工及礦場的算力進行聯結，一起挖礦。礦池負責資訊打包，接入進來的礦場算力負責競争記賬權。由于集合了很多礦工的算力，是以礦池的算力占比大，挖到比特币的機率更高。礦池挖礦所産生的比特币獎勵會按照每個礦工貢獻算力的占比進行配置設定。相較單獨挖礦，加入礦池可以獲得更加穩定的收益。目前全球算力較大的礦池有魚池、蟻池、币網、國池、BitFury。除了BitFury，其餘都來自中國。

30算力是什麼

在通過“挖礦”得到比特币的過程中，我們需要找到其相應的解，而要找到其解，并沒有固定算法，隻能靠計算機随機的哈希碰撞。一台礦機每秒鐘能做多少次哈希碰撞，就是其“算力”的代表，機關寫成hash/s。算力可以簡單的了解為計算能力。目前主流的礦機為14T左右的計算量級，即一台礦機就能每秒做至少1.4*10的13次方次哈希碰撞，我們可以說，這一台14T規格的礦機就有14T的算力。礦工所掌握的所有礦機占比特币全網總算力的百分比是多少，就代表TA在這10分鐘競争中能夠獲勝的機率就是多少。舉個例子，如果比特币現在全網的算力是100，而某個礦工擁有10的算力，那麼TA每次競争記賬成功的機率就是1/10。

原文釋出時間為：2018-03-14

本文作者：碼神聯盟

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