區塊鏈入門指南:以太坊挖礦原理與過程

許多新用戶認為,採礦的唯一目的是以不需要中央發行人的方式生成醚。這是真的。以太坊的代幣是通過採礦過程中產生的,每塊採礦率為 5 個乙醚。但是,採礦還有至少同樣重要的作用。通常,銀行負責保持交易的準確記錄。他們確保資金不是憑空創造的,用戶不會多次欺騙和花錢。不過,區塊鏈引入了一種全新的記錄保存方式,整個網絡而不是中介,驗證交易並將其添加到公共分類賬。

區塊鏈入門指南:以太坊挖礦原理與過程

儘管“無信任”或“信任最小化”貨幣體系是目標,但仍有人需要確保財務記錄的安全,確保沒有人作弊。採礦是使分散記錄成為可能的創新之一。礦工們在防止欺詐行為(特別是醚的雙重支出)方面達成了關於交易歷史的共識 – 這是一個有趣的問題,在分散化的貨幣未在工作區塊鏈之前解決。雖然以太坊正在研究其他方法來就交易的有效性達成共識,但採礦目前將平臺保持在一起。

挖礦如何工作

今天,以太坊的採礦過程幾乎與比特幣相同。對於每一筆交易,礦工都可以使用計算機反覆,快速地猜出答案,直到其中一人獲勝。更具體地說,礦工將通過散列函數(它將返回一個固定長度,亂序的數字和字母串,它看起來是隨機的)運行該塊的唯一標題元數據(包括時間戳和軟件版本),只改變’nonce 值’ ,這會影響結果散列值。

如果礦工發現與當前目標相匹配的散列,礦工將被授予乙醚並在整個網絡上廣播該塊,以便每個節點驗證並添加到他們自己的分類賬副本中。如果礦工 B 找到散列,礦工 A 將停止對當前塊的工作,併為下一個塊重複該過程。礦工很難在這場比賽中作弊。沒有辦法偽造這項工作,並拿出正確的謎題答案。這就是為什麼解謎方法被稱為“工作證明”。

另一方面,其他人幾乎沒有時間驗證散列值是否正確,這正是每個節點所做的。大約每 12-15 秒,一名礦工發現一塊石塊。如果礦工開始比這更快或更慢地解決謎題,算法會自動重新調整問題的難度,以便礦工回彈到大約 12 秒鐘的解決時間。

礦工們隨機賺取這些乙醚,他們的盈利能力取決於運氣和他們投入的計算能力。以太坊使用的具體工作量驗證算法被稱為’ethash’,旨在需要更多的內存,使得使用昂貴的 ASIC 難以開採 – 特殊的採礦芯片,現在是唯一可以盈利的比特幣開採方式。

從某種意義上講,ethash 可能已經成功實現了這一目的,因為專用 ASIC 不可用於以太坊(至少目前還沒有)。此外,由於以太坊旨在從工作證明挖掘轉變為“股權證明”(我們將在下面討論),購買 ASIC 可能不是一個明智的選擇,因為它可能無法長久證明有用。

轉移到股權證明

不過,以太坊可能永遠不需要礦工。開發人員計劃放棄工作證明,即網絡當前使用的算法來確定哪些交易是有效的,並保護其免受篡改,以支持股權證明,網絡由代幣所有者擔保。如果並且當該算法推出時,股權證明可以成為實現分佈式共識的一種手段,而該共識使用更少的資源。


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