大家在接觸比特幣之後，一定會聽到"礦工"和”挖礦“這倆個詞彙，那麼礦工都需要幹什麼呢？挖礦又是怎麼回事呢？
比特幣挖礦的過程是把驗證有效的交易打包放入區塊鏈的過程，則這個過程就由礦工來完成。礦工具有以下六個任務：
1. 監聽交易廣播，並驗證這些交易的簽名是有效的和交易沒有被重複支付。
2. 維護區塊鏈網絡和監聽新的區塊。如果有別的礦工發佈新的區塊，礦工需要驗證該區塊是否有效，如果有效則加入區塊鏈，更新最新的區塊鏈。
3. 組裝新區塊。把你想加入你的新區塊的有效交易打包，編寫梅克爾樹。
4. 找到一個使新區塊有效的隨機數。這一步工作量很大，也是礦工工作最難得一個環節。當礦工把一定數量的交易編寫成梅克爾樹後，再通過隨機選取隨機數Nounce，通過哈希函數計算該區塊的哈希值，只有當哈希值滿足當前區塊生成難度的要求時（如前15位為0或20位為0），該區塊才有效併入鏈，同時礦工可以得到相應的獎勵。當歷遍所有32位的Nounce後還不能生成滿足要求的哈希值時，可以更改給礦工獎勵的幣基參數值再計算該區塊哈希值。
5. 希望你的區塊被全網接受。即使你組裝完成一個有效的新區塊，也不能保證一定可以入鏈，這一點需要點運氣，也許別的礦工和你同時找到一個有效區塊，並被大多數礦工接受，那麼你的這個新區塊就會被拋棄，而形成孤塊。
6. 礦工的利潤。礦工的利潤分為挖礦獎勵和所打包交易的交易費。（1）挖礦獎勵：如果所有別的礦工接受了你的區塊，你的區塊加入到了最長鏈，那麼你就能獲得獎勵。最初獎勵是每成功生成一個區塊，該礦工得到獎勵50個比特幣，每210,000個區塊（大約4年）獎勵減半，目前獎勵為12.5個比特幣。（2）交易費：礦工打包交易，從每筆交易中會得到交易費，提供的交易費越高，該交易越能被礦工及早的加入區塊鏈。2017年12月比特幣大漲時交易費更高，因為比特幣7筆/秒的交易速度實在不能滿足當時那麼大體量的交易，因此交易費也水漲船高。
比特幣挖礦
比特幣區塊大小為1M，每筆交易大概在250字節左右，因此每個區塊的滿載交易數大約為4000個交易。礦工加入自己區塊的交易數量可以自由選擇。
在比特幣區塊鏈中，每挖出2016個區塊，挖礦難度會改變一次，這個週期大約是倆個星期。
最新的挖礦技術，現在可以更改區塊的版本號計算哈希值，但是是否能更快更有效，還在研究階段。
最初用普通電腦就可以挖礦，後來發展到用專業的ASIC礦機，現在是礦工加入大的礦池挖礦。下圖為各大礦池實時算力排行榜，圖片來自Bitcoin Block Explorer - BTC.com
礦池實時算力
下面我們來說一下挖礦的收益。挖礦收益=挖礦獎勵-挖礦成本，挖礦獎勵=區塊獎勵+交易費，挖礦成本=礦機價格+運營成本（電費，場租等）。由於挖礦成本都是用法幣結算的，因此比特幣兌法幣的匯率決定了挖礦收益。當挖礦收益>0時，礦工才會有動力的持續挖礦。
挖礦是否浪費資源？現在挖礦需要專門的硬件設備，當新款礦機的運算速度更快，更容易挖到新區塊時，老款的礦機就被淘汰，被淘汰的礦機除了賣廢品不能做他用，這是一種浪費。還有一種挖礦需要每天24小時不停的計算，需要大量的電能，現在的礦池都建在寒冷，偏遠，電費便宜的地區。據統計現在比特幣挖礦消耗的電能佔全球電能的0.5%。
POW(proof of work,工作量證明)和POS(proof of stake，權益證明)：
工作量證明是根據計算能力來選擇節點，即誰擁有更多的算力，誰就能更快的算出符合要求的哈希值，也就大大提高了區塊被選中作為新區塊的概率，這種方法保證了沒有壟斷，公平。採用POW的幣種有比特幣（BTC）、比特幣現金（BCH），萊特幣（LTC）等。由於POW需要消耗大量的資源，被很多人所詬病，於是有人提出不消耗任何資源的另一種方式，即權益證明（POS）.
權益證明，最簡單的權益證明是根據幣的擁有量來選擇節點，即誰擁有更多的幣，誰的區塊被選中作為新區塊的概率就大，這樣最有錢的參與者總是可以最容易挖礦。還有一種權益證明是根據幣的擁有量和幣齡來選擇節點，即誰擁有的幣多且擁有的時間長，誰的區塊被選中作為新區塊的概率就大。在每次成功獲得有效區塊之後重置幣齡。權益證明比起工作量證明來說，更具有中心化的趨勢。
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