比特币:科普：比特币挖矿的过程

比特币挖矿科普专辑到这里就要收尾了，经过前两篇文章铺垫，相信读者朋友已经对比特币交易和区块产生的过程有一定的认识。那么它们跟“挖矿”有什么关系呢？我们知道，在比特币网络中，有很多挖矿节点和矿工参与创建比特币新区块。如果多个挖矿节点都创建了同一个高度的区块，该判定谁的区块更合法呢？比特币引入了PoW共识机制，通过挖矿的方式，来竞争新区块的记账权。谁拿到新区块的记账权，它创建的新区块就合法。挖矿的目的就是赢取记账权，确认新区块和交易。那么挖矿节点和矿工是如何配合工作，完成挖矿的呢？

矿工破解挖矿任务

挖矿节点创建好预备区块后，将预备区块的区块头数据发送给矿工。矿工收到挖矿任务后，会递增区块头中的随机数。每调整一次，就会按照比特币协议规定，用SHA256算法计算区块头的哈希值。如果区块头的哈希值大于目标哈希，就继续变更随机数，直到区块头的哈希值小于或者等于目标哈希为止。

人民数字FINTECH推出区块链科普动画:人民日报数字传播发布微博称，人民数字FINTECH出品《趣味科普|区块链动画》。[2020/3/31]

挖矿节点验证区块，延长本地区块链

当矿工找到可以使预备区块头哈希值小于目标哈希的随机数时，会立即向挖矿节点上报挖矿结果。挖矿节点接收到信息后，立刻按照矿工上报信息重组区块，并验证区块。验证无误后，挖矿节点将新区块保存到节点本地数据库，并添加到节点本地区块链上。区块的验证信息包括：区块头是否合法；区块头的MerkleRoot哈希跟区块中交易数据的MerkleRoot哈希是否一致；交易数据中第一笔是否为Coinbase交易；区块中每一笔交易是否合法等等。向全网广播新区块

动态 | 新浪财经：官媒针对区块链的报道从科普宣传转向打假监管:据新浪财经今日消息，“1025新政”满月，一个月间，官媒对区块链的态度风向已转。据11月初的一项统计，七家党媒在新政一周内发布了65篇直接相关报道，当时文章中的关键词是数据、产业、安全、创新等，大量文章偏向于科普区块链的概念以及应用介绍，提醒警惕虚拟货币炒作的仅有3篇。近期，官媒的批评焦点则纷纷指向借区块链之名进行的虚拟货币发行和炒作行为。据统计，新华网、人民网收录转载的，以打击虚拟货币或揭露假借区块链行为主题的文章，自10月25日到11月25日午间，共28篇；其中，11月19日至11月25日的一周内就高达15篇。这些文章主要围绕三个观点展开：厘清区块链和虚拟货币的关系，说明二者概念不等；打击伪“区块链”局，或是虚拟货币局揭露；提醒民众，区块链不能成为炒作的噱头，更不是行的招牌，需警惕此类活动，理性投资。[2019/11/26]

挖矿节点将新区块在本地保存后，同步向比特币网络广播挖矿结果。由于整个区块的区块体积较大，一般会先广播新区块的区块头。其他节点在接到广播后，先验证区块头信息，验证通过后，节点会先在其本地的区块索引库中创建新区块的索引。在接收到新区块的全部信息后，节点验证交易信息和区块头的MerkleRoot哈希，验证通过后，节点将这些交易信息录入新区块，并延长本地区块链。至此，新区块的广播和验证完毕，挖矿节点开始下一个区块的挖矿工作。

声音 | 上海股交所总经理：区块链想要大规模发展要做好社会科普工作:金色财经报道，上海股交所总经理张云峰表示，区块链当前还处于一个“概念”的阶段，距离成熟应用，影响到百姓的日常生活还有很长的路要走。对于“区块链”和其会带来的社会和经济效果，沈阳应当持审慎的态度。区块链想要大规模发展，一方面要做好这项复杂技术的社会科普工作，加快社会大众对区块链的了解。另一方面，要充分发挥市场的作用，让企业用实实在在的技术创新，赋能实体经济的发展。[2019/11/17]

当前挖矿的一些特点

集群挖矿-矿池：

比特币挖矿这件事情，理论上任何人都可以自建比特币挖矿节点，参与挖矿，甚至可以通过手工验证区块头哈希，破解挖矿任务，竞争记账权。但博主在上一文中提到，按照当前的挖矿难度，即便使用现在的主流矿机，要找到一个符合比特币网络要求的新区块，理论上需要42年时间，而如果使用普通PC或者是手工计算，则需要上万年甚至上百万年。因此，普通矿工单独挖矿的经济效益太低，可能挖到机器报废，还挣不到一分钱。矿池就是在这种情况下应运而生的，大量矿工将自己的矿机接入矿池，从矿池的挖矿节点获取挖矿任务，集体挖矿。这样就可以在较短时间内挖到新区块，获得区块奖励，矿池按照挖矿过程中每个矿工的贡献情况，分配挖矿收益，所有矿工都可以实时获取挖矿收益，进行回本或者二次投资。矿机实际收到的挖矿任务中，TargetHash远大于比特币网络要求的TargetHash：

动态 | 美国演说家Anthony Robbins开始科普什么是比特币:美国演说家安东尼·罗宾（Anthony Robbins）在自己的网站上发布了一篇比特币的科普文章，并在推特上向自己的粉丝介绍什么是比特币，目前他的推特账户共有粉丝304万人。[2019/1/1]

矿池和矿工一起挖矿的流程，一样遵循上述过程。矿机通过网络跟矿池通讯，请求挖矿任务，矿池将挖矿任务发送给矿机，矿机变更区块头的随机数，并验证区块哈希。符合挖矿任务TargetHash要求的随机数，将按照挖矿协议的格式提交给矿池，矿池给矿机提交的挖矿结果计算收益。需要注意的是，如果给矿机下发的挖矿任务中，TargetHash是此时比特币网络的TargetHash，那么这个TargetHash太小，矿机基本不可能找到符合要求的随机数，提交挖矿结果，也就不可能获得挖矿收益。因此，矿池给矿机下发的挖矿任务中，有一个单独的信息：初始挖矿难度。这是一个远低于全网挖矿难度的数值，对应更大的TargetHash，在这个难度下，矿机可以在较短时间内找到符合要求的随机数，向矿池提交更多挖矿结果。矿池算力不同于矿机本地算力：

财政部副部长朱光耀：数字经济还处在发展的过程中，要以科普、推动的态度来推进数字经济发展:今日，在中国发展高层论坛2018年会上，财政部副部长朱光耀表示：“数字经济还处在发展的过程中，要以科普、推动的态度来推进数字经济发展。也要关注数字经济的其他影响，包括税收征管、反监管措施等要跟上。”[2018/3/25]

谈及挖矿，总有一个绕不开的名词：算力。到底什么是算力呢？算力，其实就是矿工验证区块头哈希值的速度。矿机在获得挖矿任务后，会按照挖矿任务的信息，递增区块头的随机数，随机数每调整一次，就验证一次区块头的哈希值。可以看到，限制矿机挖矿快慢的唯一一个因素就是它验证区块头哈希值的快慢，因此有了“算力”这个指标。目前，常规比特币矿机的算力单位是TH/s，它的意思，每秒钟可以验证1T次哈希，1T=1×103G=1×106M=1×109K=1×1012次。有过挖矿经历的朋友，都会发现，矿机本地显示的算力跟矿池显示的算力总是有差异。这是因为，矿机本地显示的算力，是矿机验证哈希的速度，它只跟矿机的性能有关，不管有没有找到符合挖矿任务要求的随机数，矿机本地算力都一直存在。而矿机在矿池显示的算力则不同，它是矿池按照矿机实际提交的挖矿结果计算出来的，如果矿机的运气较差，在较长时间内都没有找到符合挖矿任务要求的随机数，无法向矿池提交挖矿结果，矿机在矿池的算力就会降低。但时间拉长后，运气对矿机破解挖矿任务的影响会降低，矿机较长时间的矿池平均算力，跟矿机本地算力相差不大。以上是比特币挖矿的基础知识，如果能读懂这三篇文章，相信读者朋友对比特币挖矿会有一个初步的认识。如果想要跟博主交流探讨更多挖矿方面的问题，欢迎关注“闲话挖矿”微信公众号，同时也能更及时的了解博主更新的挖矿知识。文中涉及的几个知识点：区块高度：又叫BlockHeight，相当于区块的编号，它的值等于区块链中这个区块之前所有区块的数量。区块链的第一个区块是创世区块，区块高度为0，第二个区块的区块高度为1，第三个区块的区块高度为2，以此类推。区块链中区块的总数，即为最新区块的区块高度+1。PoW：全称为ProofofWork，中文名称为工作量证明。是比特币网络使用的一种用于解决比特币新区块确权问题的方法。在比特币网络中，人人都可以参与新区块的创建工作，PoW机制规定，谁能够在最短时间内找到一个区块头哈希值小于比特币网络指定的TargetHash的预备新区块，谁就拥有正式新区块的记账权。记账权：比特币的区块链，实质上是一个链式的大账本，链上的每一个区块，都是一本账，上边记录了发生在区块链上的比特币交易信息。因此，我们把创建新区块的过程看作记账的过程。记账权，顾名思义为记录交易账本的权利，也即在比特币区块链上创建正式新区块的权利。参考资料：挖矿的实现BlockHeight工作量证明

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