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比特币挖矿

这个交易现在在比特币网络上传播开来。但只有被一个称为挖矿的过程验证且加到一个区块中之后,这个交易才会成为这个共享账簿(区块链)的一部分。关于挖矿的详细描述后续更新。

比特币系统的信任是建立在计算的基础上的。交易被包在一起放进区块中时需要极大的计算量来证明,但只需少量计算就能验证它们已被证明。挖矿在比特币系统中起着两个作用:

? 挖矿在构建区块时会创造新的比特币,和一个中央银行印发新的纸币很类似。每个区块创造的比特币数量是固定的,随时间会渐渐减少。

? 挖矿创建信任。

挖矿确保只有在包含交易的区块上贡献了足够的计算量后, 这些交易才被确认。区块越多,花费的计算量越大,意味着更多的信任。描述挖矿的一个好方法是将之类比为一个巨大的多人数独谜题游戏。一旦有人发现正解之后,这个数独游戏会自动调整困难度以使游戏每次需要大约 10 分钟解决。想象一个有几千行几千列的巨大数独游戏。如果给你一个已经完成的数独,你可以很快地验证它。然而,如果这个数独只有几个方格里有数字其余方格都为空的话,就会花费非常长的时间来解决。这个数独游戏的困难度可以通过改变其大小(更多或更少行列) 来调整,但即使它非常大时验证它也是相当容易的。而比特币中的 "谜题" 是基于哈希加密算法的,其展现了相似的特性:非对称地,它解起来困难而验证很容易,并且它的困难度可以调整。

在 “比特币的应用、用户和他们的故事”中,我们提到了一个叫Jing 的在上海学计算机工程的学生。Jing 在比特币网络中扮演了一个矿工的角色。大概每 10 分钟,Jing 和其他上千个矿工一起展开一场对一个区块的交易寻找正解的全球竞赛。为寻找这个解,也被称为工作量证明,整个网络需要具有每秒亿万次哈希计算的能力。这个工作量证明算法指的用 SHA256 加密算法不断地对区块头和一个随机数字进行哈希计算,直到出现一个和预设值相匹配的解。第一个找到这个解的矿工会赢得这局竞赛并会将此区块发布到区块链中。Jing 从 2010 年开始挖矿,当时他使用一个非常快的桌面电脑来为新区块寻找正解。随着更多的矿工加入比特币网络中,寻找谜题正解的困难度迅速增大。不久,Jng 和其他矿工升级成更专业的硬件,比如游戏桌面电脑或控制台专用的高端独享图像处理单元芯片(即显卡 GPU)。解题已经变得极其困难,只有使用集成了几百个挖矿专用算法硬件并能同时在一个单独芯片上并行工作的专用集成电路(ASIC)挖矿才会营利。Jing 同时加入了一个类似彩票奖池的、能够让多个矿工共享计算力和报酬的矿池。Jing 现在运行两个通过 USB 联接的 ASIC 机器每天 24 小时不间断地挖矿。他卖掉一些挖矿所得到的比特币来支付电费,并可以通过营利获得一些收入。作为专用挖矿软件的后台,他的计算机里安装了一个比特币索引客户端,名称为 bitcoind。

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