【每日一课】：挖矿与算力

1.如何挖比特币？

比特币是通过挖矿产生的。 每隔10分钟，全网矿工一起算一道算术题。 谁先算出答案，就相当于挖到了这个区块多少算力挖1个比特币，矿工会得到系统新的比特币奖励。 比特币刚诞生的时候，可以通过电脑的CPU进行挖矿。 随着挖矿的矿工越来越多，用CPU挖比特币已经不可能了，大家开始用矿机挖矿。 想要挖矿，首先需要准备好矿机、比特币地址、挖矿软件等，但是目前比特币网络算力过大，个人很难购买少量矿机进行挖矿出块。 许多矿工加入矿池一起挖矿。 矿场只负责计算，矿池负责信息打包。 矿池挖出比特币后，按照矿场算力配比分配收益，保证更稳定的投入产出。

2、什么是挖矿？

挖矿是将比特币系统在一段时间内发生的交易进行确认，并将其记录在区块链上，形成新区块的过程。 挖矿的人被称为矿工。 简单来说，挖矿就是记账的过程，矿工就是记账人，区块链就是账本。 如何激励矿工挖矿？ 比特币系统的记账权是去中心化的，即每个矿工都有记账权。 成功抢到记账权的矿工，将从系统中获得新的比特币作为奖励。 因此，挖矿就是生产比特币的过程。 中本聪最初设计比特币时，规定每产生210,000个区块，比特币奖励减半，直到比特币无法再细分。 因为比特币的总量和黄金一样有限。 因此，比特币被称为数字黄金，比特币的生产也俗称挖矿。

3、矿工如何挖矿？

在区块链兴起之前，矿工特指挖煤矿的工人。 给人的集体印象是，他们浑身是煤灰，除了衣服外都是黑皮肤的人。 区块链诞生后，矿工不再只是煤矿工人的简称，而是有了新的含义：从事虚拟货币挖矿的人。 不同于传统的“矿机”，区块链行业的区块链领域的挖矿工具更具科技色彩。 矿工的主要工作是确认交易和打包数据。 如果想成为一名矿工，其实比较简单。 购买专用计算设备，下载挖矿软件，开始挖矿。 挖矿不需要矿工自己做。 事实上，计算机执行特定的计算。 对于矿工来说，只需要保证矿机的供电和网络连接即可。

4、什么是矿机？

以比特币为例，比特币矿机是一种通过运行大量计算来获取新的比特币奖励来争夺记账权的专业设备。 一般由挖矿芯片、散热片和风扇组成。 金额很大。 挖矿其实就是矿工之间的算力比拼，算力越大的矿工挖到比特币的概率就越大。 随着全网算力的提升，用传统设备（CPU、GPU）挖比特越来越难，人们开发出了专门用于挖矿的芯片。 芯片是矿机的核心部分。 芯片运行的过程会产生大量的热量。 为了散热降温，比特币矿机一般都会配备散热片和风扇。 用户在电脑上下载比特币挖矿软件，使用软件给每台矿机分配任务，然后开始挖矿。每种币种的算法不同，需要的矿机也不同

5、矿山是什么样子的？

矿场是矿机集中管理的地方，一般位于电力相对便宜且稳定的地方。 早期矿场的运营比较粗放，就是搭建一个架子，然后把矿机放在上面，就可以开始运营了。 后来发现这种操作方式下，矿机损坏率高，维护成本太高。 后来有通风隔尘的方案，再往后发展，严格控制室内温湿度。 现在整个矿山的运营方案还在升级演进中。 因为矿机的噪音比较大，一台矿机运行时，一米距离的噪音约为73dB(a)，上千台矿机运行对周围环境的影响可想而知，于是有些地方经过设计改造多少算力挖1个比特币，就出现了一座无声的矿山。

6、矿池如何挖矿？

随着越来越多的人参与挖矿，整个比特币网络的算力不断上升，单个设备或少量算力很难挖到比特币。 这时候，矿池诞生了。 矿池突破地理位置限制，将分散在世界各地的矿工算力和矿场连接起来共同挖矿。 矿池负责信息打包，来矿的算力负责争夺记账权。 由于集合了众多矿工的算力，矿池算力占比较大，挖到比特币的概率较高。 矿池产生的比特币奖励，将按照每个矿工对算力的贡献比例进行分配。 与单纯挖矿相比，加入矿池可以获得更稳定的收益。 目前全球最大的矿池有F2Pool、AntPool、CoinNet、Guochi、BitFury。 除 BitFury 外，其余均来自中国。

7、什么是算力？

在通过“挖矿”获取比特币的过程中，我们需要找到相应的解，但要找到解，并没有固定的算法，只能靠计算机的随机哈希碰撞。 一台矿机每秒能进行多少次hash碰撞，是其“算力”的代表，单位记为hash/s。 计算能力可以简单理解为计算能力。 目前主流矿机大约是14T算力级别，即一台矿机每秒至少可以进行1.4*10的13次方哈希碰撞。 可以说这台14T的矿机拥有14T的算力。 一个矿工拥有的所有矿机占比特币网络总算力的百分比代表了 TA 在这 10 分钟的比赛中获胜的概率。 例如，如果当前整个比特币网络的算力为100，某个矿工的算力为10，那么TA在每次比赛中获胜的概率就是1/10。

8、什么是哈希算法？

哈希算法是一种无法解密的密码算法。 可以将任意长度的信息转换成固定长度的字符串。 这个字符串有两个特点： 1. 即使输入的值只改变一点点，输出的hash finger也会有很大的不同。 2. 只有完全相同的输入值才能得到完全相同的输出值。 3、输入值和输出值之间没有规则，所以不能从输出值计算出输入值。 如果要找到指定的输出值，只能用枚举的方法不断替换输入值，找到满足条件的输出值。 哈希算法确保比特币挖矿的结果不可逆转。 因此，矿工继续进行计算。 以上是暴力破解正确的输入值，谁先找到谁就可以获得比特币奖励。

9、什么是非对称加密算法？

对称加密算法是指加密和解密使用同一个秘钥。 与对称加密算法不同，非对称加密算法需要公钥和私钥。 公钥和私钥是一对。 如果使用公钥对数据进行加密，则只能使用对应的私钥进行解密。 与对称加密相比，非对称加密具有更好的安全性。 对称加密通信的双方使用相同的密钥。 如果一方的密钥泄露，整个通信就会被破坏。 会被破解。 非对称加密使用一对秘钥，一个加密，一个解密，公钥公开，私钥自己保管。 通信前无需同步私钥，避免了同步私钥过程中信息被黑客窃取的风险。