Bitcion 第 7 章 - 比特币挖矿的工作原理
当您听到比特币“挖矿”时，您会想象硬币是从地下挖出来的。但是比特币不是实体的，为什么我们称之为挖矿呢？
类似于金矿，比特币存在于协议的设计中，就像黄金存在于地下，但它们没有暴露出来，就像黄金没有被开采一样。
比特币协议规定，在某个时候最多会有 2100 万比特币。矿工所做的就是将他们带入光明，一次几个。一旦矿工开采了所有这些代币，除非比特币协议发生变化以允许更大的供应，否则不会再推出任何代币。矿工通过创建经过验证的交易块并将其包含在区块链中来赚取交易费用。
要了解比特币挖矿的工作原理，让我们回过头来谈谈节点。节点是运行比特币软件并完全验证交易和区块的强大计算机。由于比特币网络是去中心化的，这些节点共同负责确认待处理的交易。
任何人都可以运行节点——您只需下载免费的比特币软件。缺点是它消耗能量和存储空间——网络需要数百 GB 的数据才能写入。节点通过网络传播比特币交易。一个节点会将信息发送给它知道的几个节点，这些节点会将信息转发给他们知道的节点等。这样，待处理的交易最终会很快在网络中传播。
有些节点是挖矿节点，通常称为矿工。这些将未完成的交易分成块并将它们添加到区块链中。他们是如何做到的呢？通过解决作为比特币程序一部分的复杂数学难题并将答案包含在块中。
要解决的挑战是找到一个数字，当与块中的数据组合并通过哈希函数（将任意大小的输入数据转换为固定长度的输出数据，产生一个结果）范围时。
对于琐事爱好者来说，这个数字被称为“nonce”，是“number used once”的缩写。在区块链中，nonce 是 0 到 4,294,967,296 之间的整数。
他们是如何找到这个号码的？通过随机猜测。散列函数使得无法预测输出将是什么。因此，矿工猜测一个神秘的数字，并将一个哈希函数应用于该猜测的数字和区块中的数据的组合。生成的哈希以一定数量的零开始。没有办法知道哪个数字会起作用，因为两个连续的整数会产生截然不同的结果。更重要的是最早的比特币是免费挖矿的吗，可能有也可能没有几个随机数产生了预期的结果。在这种情况下，矿工将继续尝试，但使用不同的块配置。
计算难度（哈希字符串开头所需的零个数）经常调整，因此处理一个块平均需要10分钟左右。
为什么是 10 分钟？这就是比特币开发人员认为稳定和减少新硬币的流动需要多长时间最早的比特币是免费挖矿的吗，直到达到最大数量 2100 万（预计在 2140 年的某个时间）。
第一个获得所需范围内的结果哈希的矿工向网络的其余部分宣布其胜利。所有其他矿工立即停止在该区块上工作，并开始尝试找出下一个区块的神秘数字。作为对他们工作的奖励，获胜的矿工会获得一些新的比特币。
在撰写本文时，奖励为 6.每块 25 个比特币，在 2020 年 6 月价值约 56,000 美元。
然而，这笔交易并不像听起来那么容易。有很多挖矿节点在争夺这个奖励，你拥有的算力越多，你可以进行的猜测计算越多，你就会越幸运。
此外，成为挖矿节点的成本相当可观，不仅因为需要强大的硬件，还因为这些处理器消耗大量电力。
此外，用于解决难题的比特币数量也会减少。现在是 6.25，但每四年左右减半（下一次预计在 2024 年）。未来几年比特币相对于电力和硬件成本的价值可能会上升，以部分弥补这一下降，但还不确定。
如果您做到了这一点，那么恭喜您！关于系统还有很多要解释的，但至少现在你对编程天才的轮廓和概念有了一个大概的了解。我们第一次拥有一个系统，可以以去中心化、免信任和防篡改的方式进行便捷的数字传输。
