什么是挖矿

截止年7月，比特币矿工年均创造了超过六十亿美金的收益（包括挖矿奖励和交易手续费）。

工作量证明（挖矿）是指将新交易添加到比特币区块链上、并对这些交易的合理顺序达成一致（共识）的过程。

从本质上来说，矿工（地理上分散在世界各地的计算机）相互竞争着解决一个计算密集型的难题，一旦解出来就可以确证区块链上（连带打包在区块中的交易）可产生下一个区块。第一个解决难题的矿工可以获得区块奖励（“coinbase奖励”+交易手续费）。一旦新区块被创建，网络中的所有矿工都可以验证该区块的正确性，然后进入到解决下一个区块难题的竞争中。

作为回报，矿工可以同时获得新挖出的比特币（“Coinbase奖励”）和区块中每笔交易的手续费。如果用户希望自己的交易被及时打包到比特币区块链上，他们可以自愿增加为自己的交易所支付的手续费。

挖矿硬件的发展历程

第一代矿工

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▲第一代挖矿工作都是在普通电脑上完成的，也就是用通用中央处理器（CPU）来进行运算。

如今使用一个普通电脑用CPU挖比特币，在目前的难度下已经无利可图了。

第二代矿工

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▲第二代矿工意识到用CPU挖矿是在做无用功，他们开始用显卡或者图形处理器（GPU）来挖。

几乎每一个现代个人电脑都有内置的GPU以支持高性能图像处理，这些GPU都有高吞吐量和高并行处理功能，这两点对比特币挖矿都非常有利，比特币挖矿存在大量的并行处理，因为你需要同时用不同的临时随机数计算多个哈希值。

GPU挖矿也有缺点；GPU有大量的内置硬件来进行图形处理，这些特定硬件对比特币挖矿没有任何用处，比如它们大量的浮点运算单元（floatingpointunits），在SHA-的运算中完全用不到。

第三代矿工

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▲年左右，用于现场可编程门阵列（Field-ProgrammableGateArray，简称FPGA）的硬件设计语言Verilog，第一次用于比特币挖矿。一些矿工开始用FPGA来代替GPU进行挖矿。

第四代矿工

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▲当今的挖矿市场主要被ASIC所主导；这些IC芯片（集成电路芯片）被设计、制造、优化，就是为了比特币挖矿这个唯一目的。

设计ASIC芯片需要非常专业的知识，它们所需要的研发周期也比较长。尽管如此，比特币ASIC芯片的设计制造过程（从发现问题到制作出解决问题的芯片）出乎意料地迅速，甚至打破了芯片行业的业界纪录。

▲在今天，挖矿已经从个人领域转到了大型专业挖矿中心。

这些运营者大量采购打过折的更新的功效更高的ASIC矿机而不是采购那些能够直接出售给个人的ASIC矿机来维持利润。

火蚁矿业非洲矿场

这些运营者大量采购打过折的更新的功效更高的ASIC矿机而不是采购那些能够直接出售给个人的ASIC矿机来维持利润。

要建立一个挖矿中心，需要具备三个重要因素：气候、电费、网络接入速度。

冷却是比特币挖矿最大的挑战，其挖矿本身的耗电量，用单位面积来算要超过传统的数据中心，所以也会产生差不多当量的热量需要冷却。

挖矿的类型

▲POW工作量证明机制

POW是第一个区块链共识机制，最先由BTC采用。顾名思义，工作量证明机制属于按劳分配，多劳多得，就如同大家在比特币系统中一起进行数学运算，最先算出的才能获得奖励。

采用该机制的代表有：BTC、BCH、LTC等。POW机制的优点就是去中心化程度高，人人都可以参与获得记账权，同时全网算力越高，其安全程度也越高，想要破坏系统需要投入的成本也就越高。

POW机制的缺点就是效率相对低下和消耗能源非常高，因为每一笔交易需要通过多个矿工的确认，而在节点进行运算的过程中需要消耗大量的电力，这也是POW机制广招诟病的缺陷。

▲POS权益证明机制

POS也称股权证明机制，最近比较火热的staking就是基于类POS机制衍生出来的。POS机制中，不需要消耗电力来进行运算，而是通过抵押token来获得打包区块的权利，当一笔交易发生时，系统会对打包区块和验证区块的节点来进行奖励，奖励来源是增发或者解锁的token。代表币种：ADA、ONT、ATOM等。

POS机制的优点就是不需要拼算力挖矿，不会浪费能源，同时缩短了共识达成的时间，转账效率提高了。

POS机制的缺点也是非常明显，首先就是去中心化程度，容易出现强者恒强的情况，持币大户持币生息，从而出现垄断问题。另外一点就是安全程度，POS机制实现较为复杂，容易产生安全漏洞。

▲DPOS委托权益证明机制

DPOS机制是在POS的基础上进行了改良，简单来说就是让每一个持币人进行投票，由此产生一定数量的代表（超级节点），由这些被选出来的超级节点来进行验证和记账，这些超级节点就能获得节点奖励。代表币种：EOS、TRX等。

DPOS机制的优点就是比POS机制更高的效率和性能，因为相比于POS机制，DPOS大幅缩小了参与验证和记账的节点数量。

DPOS机制的缺点也是去中心化程度不高，只能算是弱中心化，同时安全问题也是比较严重，这也是类POS机制的通病，容易产生安全漏洞。

▲POC容量证明机制

POC简单点来说就是利用计算机硬盘中的闲置空间进行存储来进行挖矿获取收益，使用用户存储的数据本身作为算力大小的证明，硬盘空间越大，存储的内容越多能获得的奖励也就越多，是创新性的算力机制，用来证明一段时间内一个矿工所拥有的数据量，进而使用该数据量作为算力大小的证明。

代表币种：BHD、Lambda、DDXP。

POC的优点就是挖矿门槛较低，去中心化程度也较高，能源消耗较小。

下期带你认识币圈词汇...

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