科普 | 第2课 理解了区块链里的“挖矿”,你也可以当“矿工”

令牌屋  2019-03-19  新手入门/区块链知识栏目  

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所谓“挖矿”,狭义上可以理解成为了维护区块链网络的稳定性和一致性,所推出的一套贡献奖励机制,它与各类公链的出块共识机制息息相关,如PoW、PoS、DPoS等,都有不同的出块原则和奖励机制。广义上又囊括了对区块链相关生态建设所作出的贡献,如贡献内容的奖励、宣传推广的奖励等等都可称之为“挖矿”。

  01 

  从比特币的挖矿说起

比特币本质上是一种由大家共同来维护的账本,那么大家凭什么帮你记账呢?

答案很简单——记账有奖。在比特币中,奖励的来源有两个:一个是负责记账有手续费可以赚,比如你转账给朋友,需要多付出一点给到记账人/矿工(如0.0001个BTC);另一个是获得打包区块的奖励,比特币每10分钟产生一个区块,每产生(打包)一个区块都会获得奖励(如25个BTC)。

1)打包的“包”里有什么?

所谓打包,就是产生一个新的区块,就是将过去10分钟内所产生的全网交易信息、上一个区块的摘要等等一系列信息打包成一个新的区块。

  

  比特币每个区块所包含的信息

2)挖矿就是争夺区块的打包权


我们都知道区块链是一个区块衔接下一个区块的有序链式数据库,而新的区块是由矿工产生的。

  

不过矿工很多,而新的区块每10分钟只有1个,那么新的区块交给谁打包呢?很简单,就是看谁先解出一道符合条件的数学答案,这个打包权就归谁。


3)打包权怎么抢?


中本聪设计出了一个工作量证明的概念(PoW-Proof of Work),里面提及的一个关键就是哈希函数。

哈希函数中有一个著名的算法叫SHA256,它指的是你输入任意长度的信息,都可以输出为一个对应的256位二进制数值,也被称作消息摘要。

  00000000110010001010010100100101010101010010101010……(共256位)

* 比特币区块浏览器看到交易哈希和区块哈希都是64位而不是256位,这是因为交易哈希和区块哈希转为十六进制显示,需要4位二进制转为1位十六进制。

前面提到了打包的区块里包含一个关键要素——随机数(Nonce),矿工要做的就是去猜这个随机数是什么,不断调整随机数并通过SHA256运算,看谁先算出满足256位哈希值前n位为0的人,就获得了打包的权利并获得奖励。

所以,你也可以这样理解挖矿——挖矿就是不断通过SHA256的哈希计算,最终得到一个满足前n位为0的输出结果的过程,谁先得出这个结果,打包权(出块权)就属于谁,进而获得BTC为出块奖励。

* 需要一提的是,0的位数会跟着全网算力动态调整,可以理解为全网算力大的时候,0的位数就会变多,难度变高。全网算力变小的时候,0的位数就会变少,难度变小。随着比特币被越来越多人认可,挖矿难度也越来越高,最终使得比特币从早期CPU计算、GPU计算、最终演变成了现在的ASIC矿池计算。

  02 

  其他形式的挖矿

我个人其实把挖矿分成了三种类别,分别是算力挖矿、权益挖矿、行为挖矿;像上面提到的比特币的PoW就属于算力挖矿。其他两类挖矿介绍如下:


权益挖矿

1)POS:Proof of Stake(权益证明)

在权益证明POS模式下,有一个名词叫币龄,每个币每天产生1币龄。比如你持有100个币,总共持有了30天,那么,此时你的币龄就为3000,这个时候,如果你发现了一个POS区块,你的币龄就会被清空为0。你每被清空365币龄,你将会从区块中获得0.05个币的利息(假定利息可理解为年利率5%),那么在这个案例中,利息 = 3000 * 5% / 365 = 0.41个币,持币有利息,类似与你的财产存储在银行。POS将PoW中的算力改为系统权益,拥有权益越大则成为下一个记账人的概率越大。

代表:QTUM

2)DPOS:Delegated Proof of Stake(委任权益证明)

DPoS机制,它的原理是让每一个持有币的人进行投票,由此产生n位代表 , 我们可以将其理解为n个超级节点,而这些个超级节点彼此的权利是完全相等的。从某种角度来看,DPOS有点像是议会制度或董事会制度。如果代表不能履行他们的职责(当轮到他们时,没能生成区块),他们会被除名,网络会选出新的超级节点来取代他们。

代表:EOS波场、CMT

行为挖矿

行为挖矿就五花八门了,严格意义上来讲,它并不是维护区块链网络稳定和一致性的底层体系,更像是应用层面上的运营奖励;比如交易即挖矿——交易即挖矿”是一种基于交易平台币的个人交易手续费返还机制。非要深入说的话,其实交易即挖矿也需要提供"证明”——"成交证明”,就是只要订单完成即可。

当然,顺着这个逻辑,你也可以有发文即挖矿、邀请即挖矿、阅读即挖矿……等等。

看到这里,你知道怎么成为一名矿工了吗?至少行为挖矿来看,你交易所炒炒币、社区发发文,其实也算是某种意义上的“矿工”了……(感觉挖矿这词是被彻底玩坏了 — __ — b )

  参考文章

  李永乐老师 http://t.cn/EfNqbLo

  比特币白皮书 https://www.8btc.com/wiki/bitcoin-a-peer-to-peer-electronic-cash-system/

  

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作者:Marvin
来源:令牌屋

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