挖礦與礦工

挖礦是將一段時間內比特幣系統中發生的交易進行確認,並記錄在區塊鏈上形成新區塊的過程。

在我們的前一篇金融海嘯中心機構信任崩盤 改變世界的神秘人物「中本聰」中,我們有先大略提過礦工的概念,這一篇就要來讓你變成虛擬貨幣小達人。

挖礦是什麼?

傳統上我們的挖礦,都是需要頭帶著鋼盔、手拿著圓鍬,賣力地用用勞力將礦物挖出。而來到了21世紀跟比特幣的世界,礦工則是從事高科技產業的,「挖礦」則是負責的將交易訊息打包並且幫忙驗證,而他們獲得的報酬(礦石),就是一定數量的比特幣獎勵。

而你若想要成為礦工,只要準備一台電腦,下載專屬的挖礦軟體,就可以加入挖礦的行列了。而且礦工本身也不需要實際動手計算,實際上都是藉由電腦在進行運算操作,所以身為礦工的我們,只要確保電力充足不會斷電即可!

比特幣怎麼來?挖出你的比特幣

比特幣要透過「挖礦」產生,但是,每個礦工打包的交易訊息並不易一致,一旦同時有不同的礦工產出區塊,那到底誰會有資格將自己生成的區塊記載到鏈上呢?

答案是,每10分鐘,全部參與比特幣網絡的礦工會一起計算一個數學題目,最快解出來的礦工就擁有記帳的權利,也就會得到該區塊的挖礦獎勵了。

但這個解題的過程並不是想像中的那麼簡單,挖礦就是去猜去執行一連串的雜湊(hash)函數,而這個函數,則是完全無跡可尋的。礦工們只能重複不停地去計算並測試,第一個算出結果小於系統設定的目標值的礦工,才可以成功取得了記帳的權利。也因此,在不斷的重複猜測雜湊函數的過程中,礦工電腦的效能就是能否擴得挖礦獎勵的重大關鍵了。

在比特幣剛誕生的時候,我們用普通家用電腦的CPU就可以進行挖礦,而隨著越來越多人加入挖礦,使得挖礦的難度不斷上調,現在我們使用CPU已經幾乎無法挖到比特幣了。

算力與挖礦難度調整

算力,就是挖礦機器的運算能力如同上文說明,挖礦的電腦與機器的運算能力大幅度的決定了礦工們可以獲得的報酬,因此只要算力越高,固定時間內挖出虛擬貨幣的機率越高。

然而,比特幣的設計是每10分鐘會產出一個新的區塊,但由於電腦運算技術持續增長,而世界上也持續有新的礦工與礦機進入或退出,因此,會在每產出2016個區塊的時候(大約兩個星期),便會調整難度以確保平均在10分鐘可以產生一個新區塊。

礦機進化史

如前面所說到的,挖礦就是重複的進行解謎,所以你想要快速的解出謎題,那就只能不斷的升級你的硬體。

CPU -> GPU -> FPGA -> ASIC

所以從最早的CPU,在2010年的時候,成功實現了 OpenCL GPU挖礦,此時相比於CPU只有1KH/S的算力,GPU已經到達9MH/S。縱使在一年後GPU的算力已經達到120MH/S,但GPU的好日子也沒有持續多久,之後FPGA以及目前統領礦機的霸主ASIC接連問世,讓CPU以及GPU早就無用武之地。

小小的一台ASIC礦機,其算力就相當於3萬多張的GPU,且跟著越來越多礦機的投入,個人礦工也難以在挖到礦,便漸漸的集合再一起,集結大家的力量,一起來挖礦,礦池就這樣形成了。

礦池

礦池可以突破地理上的限制,就像網路一樣,連結了全世界的礦工一起來挖礦。礦池負責將區塊訊息來進行打包,而礦場的算力則負責來競爭記帳的權利。也就是說,一個礦池若可以爭取到越多礦工的加入,礦池就有擁有多的算力,就有越高的機率來取得記帳權,爾後在將取得的獎勵依照算力的比例來進行分配。

相比於個人的礦工,加入礦池的收益就會比較穩定。而目前全球的算力皆集中在幾個較大的礦池如魚池、螞蟻礦池等,絕大多數的礦池究為中國的節點,從下圖的算力分配也可以看出端倪。

那隨著算力皆投入到特定的礦池中,也就造成了算力的集中化,這樣其實是有些違背區塊鏈去中心化的原則呢!

講完了區塊鏈以及如何挖出比特幣,接下來我們就要進入區塊鏈2.0,也就是智能合約,而當中做知名的莫過於就是以太幣了,請大家拭目以待!


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