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用最简单的方式带你了解比特币挖矿的工作原理

比特币挖矿是指通过比特币网络对比特币交易进行数字验证的过程。一旦解决并验证了交易,该区块就会在比特币的去中心化分类账上更新。为此,矿工赚取了比特币。这个完整的过程称为比特币挖矿。比特币挖矿的目的主要是两件事:通过解决复杂的数学问题来生产新的比特币和通过验证交易来保持比特币网络的安全和可信度。由世链财经小编分享(shilian.com),比特币网络建立在区块链技术的基础上,该技术使用加密哈希和必须按时间顺序添加的每个区块的时间戳来确保整个账本的安全。每个块都有关于经过验证的交易的信息,一旦经过验证,这些信息就会被添加到区块链中。此后,由于区块链技术的独特功能,篡改交易变得几乎不可能。以下是比特币挖矿的工作原理。

用最简单的方式带你了解比特币挖矿的工作原理


设置

在矿工开始比特币挖矿之前,需要特定的工具并想出有效解决复杂问题的方法。比特币的创造者中本聪设计了这种网络,每10分钟挖矿一个区块。因此,矿工们需要配合这10分钟的节奏,当更多拥有更多计算能力的矿工加入挖矿时,这一难度甚至会增加。


挖矿要求

挖矿比特币需要先进的工具和大量的计算资源。所以,比特币矿工会准备这些东西:

1、挖矿硬件:多年来,挖矿比特币的硬件发生了变化。比特币矿工在使用图形处理单元(GPU)和高级显卡、现场可编程门阵列(FPGAs)或专用集成电路(ASICs)进行有效挖矿之前,先使用的是CPU,但就消耗而言,后一种效率最高。

2、矿池:矿工可以选择是否想单独挖矿还是加入挖矿

3、软件和电子钱包:要像BeMine,Kryptex Miner,ECOS等矿业软件可以实现为比特币网络定义的协议。矿工还需要一个电子钱包来收集和存储他们的比特币奖励。


交易

当个人向某人发送比特币时,这是一种交易。这些交易被添加到一个区块中,节点或计算机必须验证该区块才能连接到网络中每个人都可以看到的比特币区块链。核心上,当有人在比特币网络中发起交易时,涉及三个要素:—交易输入、输出和金额。

对于作为输入的每个交易,挖矿软件创建唯一且复杂的加密哈希。接下来,软件将生成块所需的事务分组。分组被表示为Merkle树或哈希树,其中每个叶节点具有块的哈希,非叶节点具有其子节点的哈希。此外,Merkle树具有块中每个事务的摘要,本质上是一种数据结构。在这种情况下,使用加密SHA-256将事务哈希配对。


解开谜题

能够识别整个Merkle树的哈希被称为根哈希或Merkle根,并且被存储在块头中。块头包含块数据和属性,如比特币软件版本、前一个块的哈希、时间戳、根哈希、目标和加密随机数(加密通信期间仅使用一次的任意数字)。

比特币矿工使用这些信息来解决哈希难题,以验证交易。为此,他们在分析难度后找到指定目标的哈希值。一个目标是存储在块头中的67位数字,它根据参与解题的矿工总数来确定比特币挖矿难度。难度也是根据矿工解决之前2016个区块的问题所用的时间自动调整的。

此外,比特币矿工通过不断向目标块头添加一个随机数来计算块的哈希以解决难题,直到他们获得一个小于目标的值。一旦他们解决了这个问题,就会生成一个新的块,由网络节点进行验证。

对于要验证的块,大多数节点必须验证该块,并且它应该包含工作证明(PoW)。块的时间顺序链接和PoW使区块链不会被修改。接下来,该块被添加到比特币网络中。因为将有大量矿工参与,第一个解决哈希问题的矿工将获得比特币奖励。


比特币流通

比特币挖矿始于2009年,从比特币的创世块开始生产50个比特币。自那以后,更多的比特币被挖矿出来,并被发行流通。然而,有一个上限;基于其源代码只能挖矿出2100万个比特币。


结论

比特币挖矿是指通过比特币网络对比特币交易进行数字验证的过程。一旦解决并验证了交易,该区块就会在比特币的去中心化分类账上更新。为此,矿工赚取了比特币。这个完整的过程称为比特币挖矿。比特币挖矿的目的主要是两件事:通过解决复杂的数学问题来生产新的比特币和通过验证交易来保持比特币网络的安全和可信度。

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