「數字貨幣挖礦」歷史與邏輯

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本期專題：【數字貨幣挖礦】

1. 打包交易，檢索待確認交易內存池，選擇包含進區塊的交易

礦工可以任意選擇，甚至可以不選擇(挖空塊)，因為每一個區塊有容量限制(當前是1M)，所以礦工也不能無限選擇。

對於礦工來說，最合理的策略是首先根據手續費對待確認交易集進行排序，然後由高到低儘量納入最多的交易。

2. 構造Coinbase，確定了包含進區塊的交易集

3. 構造hashMerkleRoot，對所有交易構造Merkle數。

4. 填充其他字段，獲得完整區塊頭。

5. Hash運算，對區塊頭進行SHA256D運算。

6. 驗證結果，如果符合難度，則廣播到全網，挖下一個塊;不符合難度則根據一定策略改變以上某個字段後再進行Hash運算並驗證。

最初的時候，我們用電腦CPU就可以挖到比特幣，比特幣的創始人中本聰就是用他的電腦CPU挖出了世界上第一個創世區塊。

這個時候是因為參與的人數不多，所以相對來說競爭較小，普通的CPU即可進行挖礦。此時的算力大概是20MHash/s。

後來隨著知名度越來越大，衍生出了顯卡挖礦，通過電腦設置的程序，來控制顯卡進行運算，也就是傳說中的GPU挖礦。

通過使用顯卡挖礦，算力提升了很多，隨之而來的是一些拼裝的顯卡礦機：把多張顯卡安裝到了一個集成電路板上，這也是早期比特幣礦機的雛形。

主要是一些極客安裝的，當時顯卡的算力為400MHash/s，比特幣也慢慢開始走入人們視野之中，同時CPU挖礦的時代也就一去不復返了。

後來衍生出了FPGA礦機，即使用FPGA芯片作為算力核心的礦機，FPGA中文名稱：現場可編程門陣列，就是把一大堆邏輯器件(比如與門、非門、或門、選擇器)封裝在一個盒子裡，盒子裡的邏輯元件如何連接，全部由使用者(編寫程序)來決定。

這就好比我們買了一套樂高玩具，怎麼拼就看熊孩子了。FPGA礦機活躍的時期，相比同時代的CPU、GPU礦機，FPGA雖然算力性能不佔優，但功耗要低很多，綜合功耗比很高。

但是，隨著ASIC礦機的出現，FPGA礦機逐漸淡出人們的視線。當時的FPGA礦機的算力大約是25GHash/s。

最後就是超人asic礦機的誕生，可以說它的誕生將完全改變整個比特幣的生態網絡。

為什麼這麼說呢，首先asic礦機翻譯過來是：專用集成電路礦機。用人話翻譯它有多厲害就是：創造出來就是為了挖礦，除了挖礦什麼也幹不了。專業性和功能性自然不用說。

算力的提升也不是簡單的一兩倍增長，而是一個次元的增長，算力大概是：3.5THash/s。如果你覺得沒什麼變化，那我們來看一下算力進制：

1 H/S = 每秒一次運算

1 KH/S = 1000 H/S = 每秒1千次運算

1 MH/S = 1000 KH/S = 每秒100萬次運算

1 GH/S = 1000 MH/S = 每秒10億次運算

1 TH/S = 1000 GH/S = 每秒1萬億次運算

1 PH/S = 1000 TH/S = 每秒1000萬億次運算

1 EH/S = 1000 PH/S = 即每秒100萬萬億次運算

到現在就是大規模集群挖礦，因為區塊的獎勵越來越少，競爭的人數越來越多，所以更多的是群體報團取暖，大家聯合起來貢獻算力，組成了一個聯盟，就是我們之前介紹的礦池了。

收益根據你的算力貢獻佔比來分配，公平合理，老鐵沒毛病。

其實我們在看整個挖礦的歷程就能發現，算力的不斷提升和競爭的不斷加大，這其實是一個不好的現象。

有人認為，中本聰的初始想法是讓每一個家庭都參與進來，這樣形成一個真正的去中心化的生態，每個人的起跑線也是一樣的，公平的參與到區塊鏈的建設中來。

但是隨著科技不斷髮展，挖礦的門檻越來越高，算力被幾個大型的礦場不斷的壟斷，所謂的去中心概念最後還是被少部分人掌握，整個比特幣生態，也逐漸被那幾個大礦池所掌握。

同時，隨著大量高級礦工的湧入，也造成了算力的大量浪費，算力的浪費間接就是電費的浪費，其實本來家用電腦就可以參與的事情，硬是把參與門檻不斷抬高，也至於最後礦場礦池的出現。

不過算力的浪費也有好的一面， 由於當年很多包工頭想找電費便宜的地方，救活了不少地方性的小型電廠，也算是為當地GDP做出了些貢獻吧。

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