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一分钟了解比特币:挖矿与共识机制

假期余额严重不足,我们的“一分钟了解比特币”系列文章也已发布过半。如果在阅读我们的文章当中有什么问题,不妨在公众号下面留言,也许我们以后会推出文章来专门解答你的问题。

通过上一篇文章,我们知道了如何保证财产和信息的安全性、私有性。但是,在没有中央服务器来协调的情况下,怎样才能让每个人都认可他人的账户余额确实是账户持有者说的那么多呢?

让我们回想一下之前10个硬币换一个羊驼的例子:在一个无政府调控的市场里,每个人都随意交换所属物,并将交易记录在册,最终希望各方都互相认可,达成共识。有了区块链,我们就可以勾勒出一个相似的系统,在这个系统中,广泛的群体可以达成共识,并就单一有效的交易历史达成一致意见。那么为了阐述“共识”是什么,我们先要来了解一下整个系统中重要的元素或者说用户“矿工”。

矿工:特殊类型的用户

不不不,我们说的不是这个。不是“白雪矮人和七个小公主”里面那个和黄金相关的“小矮人矿工”。

当然如果对比特币略微熟悉的人们应该已经知道了,矿工并不是所谓早对应黄金“采矿”的矿工。它的定义是:在分类帐中进行记录任务的一群特殊的、经过信任和验证的用户。下次别人再和你提到“挖矿”或者“矿工”的时候,别忘了你要问问他说的到底是哪一个概念。

这个工作并非单独任命给了某一类特殊人群,而是谁想当矿工就可以成为矿工——没错,矿工就是你想当,想当就能当。作为一个商业机会,整个工作过程是开放的。而作为当矿工的基础,一台功能强大的电脑必不可少,维护电脑设备的钱也不能少。

矿工们的目的是通过辛勤努力赚得金钱,但也不是人人都能赚到钱的。和别的生意一样,有些人能抓住机会赚钱,但也有很多人或因为风险太大,或因投资太多,亦或是其他原因放弃了这个机会。

区块链领域的大多数人都知道,矿工会通过高强度计算,来获得新创建的比特币。人们可能会想,为了创造新的比特币,必须以某种方式处理大量的数学公式和计算。

这种误解其实是个普遍现象。之前有一条很受欢迎的推文阐释比特币的游戏规则和奖励机制时是这样写的:“只要让你的汽车7天24小时点火待命,你就能解出一些数独游戏,(而只要解决了一个数独,你就可以用它来)交换一定数量的海洛因。”

一分钟了解比特币:挖矿与共识机制

这条推文其实是具有误导性的:即一个比特币,在当你解决了谜题之后便具有了价值。其实比特币只是账本上的一个数字。如果总账上的一笔交易说我得到了8个比特币,我直接把这个数字改成9,我就能说自己得到了9个比特币。根本不需要解决什么数独或是谜题。

所以,敲黑板了!挖矿的目的不是为了创造比特币。相反,其目的是执行中央服务器在集中式系统中发出的任务,即处理服务器上每个人的事务并及时更新数据库。新的比特币是完成这项关键任务的奖励。这就好比是为了以一种分散的方式管理数据库而把一切工作都外包给一群自由职业者一样,只不过在这个行业里的支付方式是比特币而已。

同样的,需要大量计算的目的是为了确保矿工们在得到比特币之前把钱用到该用的地方。因此,这些投入的钱也称为“工作证明”。矿工需要用这份“证明”证明他们已经做了一定数量的计算工作。

矿工负责监控网络上发生的所有交易,及时报告并更新信息。这些矿工不是一次在数据库中记录一个事务,而是一次添加数百个被称为“块”的批量事务。因此“区块链”数据库也是一个不断增长的块链。

根据该系统的设计,每十分钟就会有一个块发布。块只能添加,不能修改。每当一个矿工写了一个区块,他们就能把一定数量的新比特币存入自己的账户作为回报。每个矿工还可以从用户那里收取在下个区块进行交易的交易费。比特币客户端会告诉你目前的平均交易费用,这样你就知道其他人花了多少钱。

如果矿工未能及时了解并更新你的交易,那么这就不好办了,相当于你的交易从未发生过。如果真是遇到这种问题,你就得等它在新一轮的10分钟被发现了。(或者尝试给矿工更高的交易费用)

在这种情境下,普通人其实不再需要担心更新账户,而是需要担心更新速度。现在有一群发布者(代表矿工)四处走动,通过记录他们在各账户中了解到的每一笔交易来赚钱。一旦有人做了一笔交易,他们需要告诉别的发布者,而且知道的人越多越好。每隔十分钟,一个发布者就会被选中,然后把更新好的数据(新的账户交易记录)放到网上去,然后分发给市场上所有的成员,这样每个参与的人都会有一个记录。这样一来,每个人的账本记录都是一样的,不会产生共识方面的混乱。

一分钟了解比特币:挖矿与共识机制

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