比特币挖矿如何运作？
tao与黄金金矿开采相似，就像黄金存在于地下一样，比特币网络协议的设计中也存在比特币挖矿，但是比特币尚未被挖出来，就像还没有挖出黄金一样。比特币网络协议规定比特币总共有 2100 万枚。矿工所做的就是一次次确认交易的过程中把剩余的比特币挖出来。一旦矿工完成所有比特币的开采，除非比特币协议更改以允许更大的供应量，否则不会有更多的比特币产出。矿工因创建经过验证的交易区块并将其打包在区块链中而获得交易费用。
重要要点
- 通过挖掘，您可以赚取加密货币，而不必为此花钱。
- 采矿奖励将支付给首先发现哈希难题解决方案的矿工，并且参与者发现该解决方案的参与者的概率与网络上总挖掘能力的一部分有关。
- 您需要GPU（图形处理单元）或专用集成电路（ASIC）来设置采矿设备。
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要了解比特币挖矿的工作原理，让我们回溯一下节点。节点是运行比特币软件并完全验证交易和区块的功能强大的计算机。由于比特币网络是分散的，这些节点共同负责确认未被验证的交易。
任何人都可以运行节点，只需下载免费的比特币软件。缺点是它消耗能源和存储空间，写入时的网络需要数百个 G 的数据。节点在网络上收集分散比特币交易信息。一个节点将信息发送到它知道的几个节点，后者将信息中发布在他们知道的节点。这样，待处理的事务最终很快就会遍及整个网络。一些节点是挖掘节点，通常称为矿工。通过解决一个复杂的数学难题，这是比特币计划的一部分，并将答案记录在区块中。需要解决的难题是找到一个数字，该数字与区块中的数据组合并通过哈希函数传递（将任意大小的输入数据转换为固定长度的输出数据时，产生的结果在一定范围内）。此数字称为“ nonce”，它是“随机数字”的缩写。在区块链中，随机数是 0 到 4,294,967,296 之间的整数。
他们如何找到这个号码？通过随机猜测。假设我告诉三个朋友我正在考虑一个1到100之间的数字，然后将该数字写在一张纸上并将其密封在信封中。我的朋友不必猜测确切的数字，他们只需成为第一个猜测小于或等于我正在考虑的数字的人。而且，他们获得多少猜测没有限制。假设我正在考虑数字19。如果朋友A猜到21，那么他们输了是因为21> 19。如果朋友B猜出16，而朋友C猜出12，则理论上他们都得出了可行的答案，因为16 <19和12 <19。即使朋友B的答案更接近目标答案19，也没有对朋友B的“额外功劳”。现在想象一下，我提出“猜我在想什么数字”的问题，但我不是在问三个朋友，也不是在1到100之间。我想问的是数百万个潜在的矿工，我正在考虑一个64位的十六进制数字。
所以比特币矿工不仅必须提出正确的哈希，而且还必须是第一个这样做的人。
但哈希函数无法预测输出结果。因此，矿工们猜出了神秘的数字，并将哈希函数应用于该猜中的数字与区块中数据的组合。产生的数字组合是 0 开头的哈希数列。谁也无法知道是哪个数字起作用，因为不同的两个整数会得出变化很大的结果。此外，可能会有多个随机数产生正确的结果，也可能没有。在这种情况下，矿工会继续尝试，但是使用不同的块配置。经常调整计算难度，因此平均需要大约 10 分钟来处理一个块。为什么要十分钟？比特币开发人员认为对于稳定和减少新硬币流量来说必要的时间量，直到达到 2100 万的数量为止（预计在 2140 年的某个时间）。
第一个获得所需散列值在所需范围内的矿工，会在网络中宣布。其他所有矿工立即停止在该区块上的工作，并开始尝试找出下一个区块的神秘号码。作为对其工作的奖励，正确确认交易的矿工获得了一些新的比特币。但是，挖矿的过程并不像刚才说起来那样轻松。有很多采矿节点在争夺奖励，所以拥有的计算能力越强，可以执行的猜测计算越多，第一位猜到的概率就会越高。而且，成为采矿节点的成本相当大，挖矿的计算机硬件越高端，挖到比特币概率越高，而高端的处理器还需要消耗了大量电力。
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