比特币挖矿与共识

简介

挖矿是增加⽐特币货币供应的⼀个过程。挖矿同时还保护着⽐特币系统的安全,防⽌欺诈交易,避免“双重⽀付”,“双重⽀
付”是指多次花费同⼀笔⽐特币。矿⼯们通过为⽐特币⽹络提供算⼒来换取获得⽐特币奖励的机会。
矿⼯们验证每笔新的交易并把它们记录在总帐簿上。每10分钟就会有⼀个新的区块被“挖掘”出来,每个区块⾥包含着从上⼀
个区块产⽣到⽬前这段时间内发⽣的所有交易,这些交易被依次添加到区块链中。我们把包含在区块内且被添加到区块链上
的交易称为“确认”交易,交易经过“确认”之后,新的拥有者才能够花费他在交易中得到的⽐特币。
矿⼯们在挖矿过程中会得到两种类型的奖励:创建新区块的新币奖励,以及区块中所含交易的交易费。为了得到这些奖励,
矿⼯们争相完成⼀种基于加密哈希算法的数学难题,这些难题的答案包括在新区块中,作为矿⼯的计算⼯作量的证明,被称
为”“⼯作量证明”。该算法的竞争的机制以及获胜者有权在区块链上进⾏交易记录的机制,这⼆者是⽐特币安全的基⽯。
新⽐特币的⽣成过程被称为挖矿是因为它的奖励机制被设计为速度递减模式,类似于贵重⾦属的挖矿过程。⽐特币的货币是
通过挖矿发⾏的,类似于中央银⾏通过印刷银⾏纸币来发⾏货币。矿⼯通过创造⼀个新区块得到的⽐特币数量⼤约每四年
(或准确说是每210,000个块)减少⼀半。开始时为2009年1⽉每个区块奖励50个⽐特币,然后到2012年11⽉减半为每个区
块奖励25个⽐特币。之后将在2016年的某个时刻再次减半为每个新区块奖励12.5个⽐特币。基于这个公式,⽐特币挖矿奖励
以指数⽅式递减,直到2140年。届时所有的⽐特币(20,999,999.98)全部发⾏完毕。换句话说在2140年之后,不会再有新
的⽐特币产⽣。
矿⼯们同时也会获取交易费。每笔交易都可能包含⼀笔交易费,交易费是每笔交易记录的输⼊和输出的差额。在挖矿过程中
成功“挖出”新区块的矿⼯可以得到该区块中包含的所有交易“⼩费”。⽬前,这笔费⽤占矿⼯收⼊的0.5%或更少,⼤部分收益
仍来⾃挖矿所得的⽐特币奖励。然⽽随着挖矿奖励的递减,以及每个区块中包含的交易数量增加,交易费在矿⼯收益中所占
的⽐重将会逐渐增加。在2140年之后,所有的矿⼯收益都将由交易费构成。
“挖矿”这个词有⼀定的误导性。它容易引起对贵重⾦属采矿的的联想,从⽽使我们的注意⼒都集中在每个新区块产⽣的奖励
上。尽管挖矿带来的奖励是⼀种激励,但它最主要的⽬的并不是奖励本⾝或者新币的产⽣。如果只把挖矿看作⽣产新币的过
程,那你是把⼿段(激励措施)当成了⽬的。挖矿是⼀种将结算所去中⼼化的过程,每个结算所对处理的交易进⾏验证和结
算。挖矿保护了⽐特币系统的安全,并且实现了在没有中⼼机构的情况下,也能使整个⽐特币⽹络达成共识。
挖矿这个发明使⽐特币变得很特别,这种去中⼼化的安全机制是点对点的电⼦货币的基础。铸造新币的奖励和交易费是⼀种
激励机制,它可以调节矿⼯⾏为和⽹络安全,同时⼜完成了⽐特币的货币发⾏。

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