比特币挖矿到底挖的是什么，看看就知道了

比特币最吸引人的部分是挖矿。 为什么挖矿如此有吸引力？ 因为挖矿可以获得比特币。 当我写这篇文章时，比特币的价格是 3,900 美元。 如果一个区块能够被挖出，你可以获得48,750美元的挖矿收益和大约6,000美元的交易手续费收入。 这不是很诱人吗？

那么挖矿到底是什么？ 矿工如何通过挖矿获得比特币？ 这需要从比特币区块链系统采用的PoW（Proof of Work）共识机制说起。

PoW（工作量证明）通用机制

我先讲一个故事：

有一个村子，这个村子里的很多事情都需要我们一起做决定。 比如，有一天，村长让全体村民决定今天中午在村里的大食堂包饺子还是擀面条。

一般来说，我们能想到的办法就是投票——每个村民有一票，少数服从多数。 但是，有的村民不想在食堂吃饭，他就可能把票给别人，这可能会造成不公平，大多数在食堂吃饭的人未必能如愿以偿。

于是村长换了一个方法。 10点50分，他用大喇叭向全体村民广播：“中午在食堂选择包饺子还是包面，到食堂吃饭的到食堂门口去。” 推巨石，十一点，推石至门东比特币为什么要挖，中午吃饺子； 推到门西，中午吃面条。”

于是想去食堂吃饭的人都跑去推石头。 出力多的人终于如愿以偿，出力少的人也毫不犹豫，因为这一直是村里的规矩。

这个故事讲述了一种实现人群共识的方式，我们可以称之为“工作量证明机制”。 用努力的多少来证明你愿意选择。

在本系列的第一篇文章中，我们谈到了区块链系统如何让每个人的账户保持一致。 这种使所有节点数据保持通用的机制称为通用机制。 可以采用不同的通用算​​法来完成不同功能的联合作用，最终目的是保持数据的通用性。

记录工作量证明，不可篡改

我们已经知道，在比特币系统中，记录交易是系统运行的基本方式。 在比特币区块链系统中，区块是最基本的记录交易的容器。 在比特币（BTC）中，当前区块大小限制为1MB，（一种名为比特币现金——BCC的新虚拟货币前几天刚刚诞生，目前区块大小限制为8MB）。

由于区块的大小是有限的，每个区块所能容纳的交易数量也是有限的。 目前，比特币系统规定平均每10分钟产生一个区块。 因此，挖矿操作的方法本质上是收集10分钟内在互联网上产生的所有交易，然后将这些交易填充到一个区块中。 该区块大致如下表所示：

注意第一个。 在任何一个区块中，第一个都没有转账地址，也就是所谓的CoinBase（挖矿交易）。 没有人给矿工钱，矿工就写说获得了12.5个比特币。 所有节点都同意矿工这样写，所以矿工获得挖矿收益。

不同的矿工在填块的时候，数据肯定是不一样的，因为每个矿工的第一项肯定是不一样的，矿工只会把挖矿收益转入自己的地址。 所以矿工Michael的CoinBase是“Michael got 12.5 bitcoins”，矿工Nancy的CoinBase是“Nancy got 12.5 bitcoins”。

每个矿工都填写了自己收取的交易和应该得到的收益。 那么，我们会认可谁的记录呢？ 比特币采用工作量证明机制，让矿工之间相互竞争解决一道数学题，谁先解决谁就会得到大家的认可。

就像开篇的村庄一样，每个矿工都在用力推着巨石。 石头一压下他记下的那一页账，他就喊道：“我的工作量证明我成功了！” 快来看看！”所有矿工都过来，把那页账本抄了一份，贴在自己账本的末尾，然后开始新的记账流程，如此循环往复，账本书一页一页地加，账本越来越厚。

当“中本聪”决定采用工作量证明机制时，出发点就是防止系统被攻击。 “中本聪”认为，如果攻击者想要通过打乱账本的方式进行攻击，那么他需要足够的算力。 也就是说，他的力气，比一般推石头的人都要多。 这样一来比特币为什么要挖，他需要付出巨大的成本，而回报又不足以抵消成本，所以攻击者就没有了攻击比特币系统的经济动机。

与推石头的方法不同的是，在比特币中，我们通过穷举结果来解决一个数学问题。 并不是算力强的人每次都会赢，因为可能有人运气好，一会儿就找到了。 得到了那个答案。 算力强的这次可能就没有这么幸运了，累死了很多次也没有遇到解决办法。

但是，从概率的角度来看，找到答案的次数与算力在整个比特币网络中所占的份额是一样的。 （出现100个区块），30个区块就是他找到的答案，他获得了30%的挖矿收益。

不过，现在比特币的价格越来越高，推石头的人已经不满足于推自己了，而是已经把家里的大骡大马都派出去干活了。 在“中本聪”最初的计划中，一个CPU一票，由算力来决定哪个矿工账户成为最终账户。 随着比特币价格上涨，GPU挖矿开始出现。 后来人们不满足于GPU的速度，开始制造专门的挖矿芯片。 专用芯片计算比特币问题的能力是普通CPU的几万倍，所以现在比特币不再是“一个CPU一票”，这也背离了当初“中本聪”的设计，比特币网络现在已经基本被几大矿池垄断，背离了去中心化货币的初衷。