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比特币是怎么挖的?一文详解比特币挖矿

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最近一段时间比特币NFT概念再度爆火,这也让比特币矿工们赚得盆满钵满。据 BitcoinNFTScan数据,截止到11月10日,比特币网络上累计铭刻了3796万枚NFT,在链上创造了2403枚BTC的Gas费消耗,为比特币矿工创造了价值约9000万美元的交易打包收入。本期TRON造知识局,我们一同来了解比特币挖矿。

众所周知,比特币是一个点对点的分布式网络,每个节点都可以独立维护自己的账本。为了保证节点间数据的一致性,大家约定按照工作量证明机制(PoW)进行数据打包权的竞争。

工作量证明机制比较复杂,有人将其比作做数学题或是掷骰子。比如大家约定掷出一个10位长度的数字,要求前面6位是0,后面4位数小于特定值,最先掷出符合要求数字的人将获得打包权。当然,实际上的任务难度要大得多,光是数字长度就有256位。

打包数据相当于记账,即把发生的交易记录下来存档,那么这些交易数据从何而来呢?在比特币网络中,交易是持续不断的。人们在使用钱包客户端进行转账交易时,客户端会自动将数据广播至比特币网络,这些等待打包的未确认交易数据都会被放在一个内存池中,相当于一个缓冲区。

挖矿程序会自动从内存池中获取数据,然后进行挖矿计算,竞争打包权。比特币的挖矿计算公式主要用到的是SHA256哈希算法,它可以通过对一段数据进行计算后输出一个长度为256位的摘要信息。

挖矿的过程就是通过不断进行SHA256计算,使其结果与目标值匹配。由于这种暴力计算过程十分消耗算力,因此整个过程被形象地称为“挖矿”。一旦匹配成功,矿工就可以广播一个新的区块,其他人只需进行验证操作,结果没有问题就可以同步到自己的区块链账本上。

矿工生产了区块之后,会获得两种不同类型的奖励:手续费和出块奖励。用户在比特币网络发起交易时,需要支付给矿工一笔手续费,一般为0.001到0.0015个比特币。由于比特币区块能容纳的交易事务数量有限,矿工会优先打包手续费高的交易。手续费的存在不仅可以提高交易门槛,有效防止区块链中充斥垃圾信息,还可以激励矿工们良性竞争,提高全网算力从而确保比特币网络的安全。

那么出块奖励从何而来呢?其实,出块奖励是作为一条交易事务包含在区块之中的,相当于系统给矿工转账了一笔比特币。比特币网络正是以这种方式来发行新的比特币,就像央行发行新钞一样。

由于比特币的供应量在系统设计之初就已确定为2100万枚。其挖矿奖励严格遵循一套减半机制:从2009年1月创建出第一个区块,每个区块奖励50个比特币,然后每21万个区块(大约4年)产量减半,2012年11月减半为每个区块奖励25个比特币……

比特币下一次减半将发生在2024年4月,届时区块奖励将变为3.125个比特币。基于这一公式,到2140年,所有比特币将全部完成发行,那时候矿工们能收获的就只有交易手续费了。

比特币挖矿就为大家介绍到这里,也许大家还有一个疑惑,比特币创世区块是怎么挖出来的?其实,创世区块是硬编码直接写进去的。中本聪还在创世区块上留下了一句话,“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks(泰晤士报当天的头版标题:财政大臣正站在第二轮救助银行业的边缘。)”