工作证明与挖矿

1. eth挖矿是什么原理

凡是涉及到币，就一定离不开挖矿。以太坊网络中，想要获得以太坊，也要通过挖矿来实现。说到挖矿，就一定离不开共识机制。
不知道大家还记得比特币的共识机制是什么吗？比特币的共识机制是 PoW (这是英文 Proof of Work 的缩写，意思是“工作量证明机制”）。简单来说，就是多劳多得，你付出的计算工作越高，那么你就越有可能第一个找到正确的哈希值，就越有可能得到比特币奖励。
但是，比特币的PoW存在着一定的缺陷，就是它处理交易的速度太慢，矿工们需要不断地通过计算来碰撞哈希值，这是劳民伤财且效率低下的。对区块链知识有涉猎的朋友们应该看到这样一种说法：
以太坊为了弥补比特币的不足，提出了新的共识机制，名叫 PoS(这是英文的缩写，意思是“权益证明”，也有翻译成“股权证明”的）。
PoS 简单来讲，其实就跟它的字面意思一样：权益嘛，股权嘛，你持有的币越多相当于你的股权越多，你的权益越高。
以太坊的PoS就是说：你持币越多，你持有币的时间越久，你的计算难度就会降低，挖矿会容易一些。
在以太坊最初的设定中，以太坊希望能够通过阶段性的升级，在前期依旧采用PoW来构建一个相对稳定的系统，之后逐渐采用 PoW+PoS，最后完全过渡到 PoS。所以，说以太坊的共识机制是PoS，没错，但是PoS只是以太坊发布之初的一个计划或者说目标，目前以太坊还没有过渡到 PoS，以太坊采用的共识机制仍是 PoW，就是比特币那个 PoW，但是又和比特币的PoW稍稍不同。
这里的信息量有点大，
第一个信息点是：以太坊目前采用的共识机制也是PoW，但是和比特币的PoW稍稍不同。那么，和比特币的PoW到底有什么不同呢：简单来说，就是以太坊挖矿难度可以调节，比特币挖矿难度不能调节。就好比咱们高考，因为各个省份的教学情况、生源人数都不一样，所以高考分为全国卷和各省自主命题。
以太坊说我赞成这样分地区出题，比特币说：不行，必须全国同一卷，大家难度都一样！
通俗解释，就是，比特币是利用计算机算力做大量的哈希碰撞，列举出各种可能性，来找到一个正确哈希值。而以太坊系统呢，它有一个特殊的公式用来计算之后的每个块的难度。如果某个区块比前一个区块验证的更快，以太坊协议就会增加区块的难度。通过调整区块难度，就可以调整验证区块所需的时间。
以太坊协议规定，难度的动态调整方式是使全网创建新区块的时间间隔为 15 秒，网络用 15 秒时间创建区块链，这样一来，因为时间太快，系统的同步性就大大提升，恶意参与者很难在如此短的时间发动51%（也就是半数以上）的算力去修改历史数据。
第二个信息点是：以太坊最初的设定中，希望通过阶段性升级来最终实现由 PoW 向
PoS过渡的。
时间追溯到 2014 年，在以太坊发布之初，团队宣布将项目的发布分为四个阶段，即 Froniter（前沿）、Homestead（家园）、Metropolis（大都会）和 Serenity（宁静）。前三个阶段共识机制采用 PoW（工作量证明机制），第四个阶段切换到 PoS（权益证明机制）。
2015年7月30号，以太坊第一个阶段“前沿”正式发布，这个阶段只适用于开发者使用，开发人员可于在以太坊网络上编写智能合约和去中心化应用程序 DAPP，矿工开始进入以太坊网络维护网络安全并挖矿得到以太币。前沿版本类似于测试版，证明以太坊网络到底是不是可靠的。
2016年3月14日，以太坊进入到第二个阶段“家园”，这一阶段，以太坊提供了钱包功能，让普通用户也可以方便体验和使用以太坊。其他方面没有什么明显的技术提升，只是表明以太坊网络已经可以平稳运行。
2017 年 9 月，以太坊已经进行到第三个阶段“大都会”。“大都会”由拜占庭和君士坦丁堡两次升级组成，这个阶段的的目标是希望能够引入 PoW 和 PoS 的混合链模式，为 PoW向PoS的顺滑过渡做准备。最近比较热门的“以太坊君士坦丁堡升级”升级的就是这个，在君士坦丁堡升级中呢，以太坊将对底层协议和算法做一些改变，来为实现 PoW 和
PoS奠定良好的基础。
以太坊挖矿会得到对多少奖励呢？赢得区块创建竞争成功的矿工会得到这么几项收入：
1、 静态奖励，5个以太坊；
2、 区块内所花费的燃料成本，也就是Gas，这部分我们上一期内容讲过;
3、 作为区块组成部分，包含“叔区块”的额外奖励，叔就是叔叔的叔，每个叔区块可以得到挖矿报酬的1/32作为奖励，也就是5乘以1/32，等于0.15625 个以太坊。这里我们简单解释一下“叔区块”，“叔区块”这个概念是以太坊提出来的，为什么要引进叔块的概念？这还要从比特币说起。在比特币协议中，最长的链被认为是绝对的正确。如果一个块不是最长链的一部分，那么它被称为是“孤块”。一个孤立的块是一个块，它也是合法的，但是可能发现的稍晚，或者是网络传输稍慢，而没有能成为最长的链的一部分。在比特币中，孤块没有意义，随后将被抛弃掉，发现这个孤块的矿工也拿不到采矿相关的奖励。
但是，以太坊不认为孤块是没有价值的，以太坊系统也会给与发现孤块的矿工回报。在以太坊中，孤块被称为“叔块”(uncle block)，它们可以为主链的安全作出贡献。 以太坊十几秒的出块间隔太快了，会降低安全性，通过鼓励引用叔块，使引用主链获得更多的安全保证(因为孤块本身也是合法的) ，而且，支付报酬给叔块，还能激发矿工积极挖矿，积极引用叔块，所以，以太坊认为，它是有价值的。

2. 工作量证明机制（pow)是什么

工作证明(Proof Of Work，简称POW)，顾名思义，即工作量的证明。通常来说只能从结果证明，因为监测工作过程通常是繁琐与低效的。
比特币在Block的生成过程中使用了POW机制，一个符合要求的Block Hash由N个前导零构成，零的个数取决于网络的难度值。要得到合理的Block Hash需要经过大量尝试计算，计算时间取决于机器的哈希运算速度。当某个节点提供出一个合理的Block Hash值，说明该节点确实经过了大量的尝试计算，当然，并不能得出计算次数的绝对值，因为寻找合理hash是一个概率事件。当节点拥有占全网n%的算力时，该节点即有n/100的概率找到Block
Hash。
工作证明机制看似很神秘，其实在社会中的应用非常广泛。例如，毕业证、学位证等证书，就是工作证明，拥有证书即表明你在过去投入了学习与工作。生活大部分事情都是通过结果来判断的。

3. 耗费那么多电，比特币挖矿有什么意义

挖矿行为是验证和生成工作证明的过程，而生成工作证明是一个数字猜测和强迫的过程。当然，也是获取比特币的方法

4. 什么是挖矿

挖矿就是利用比特币挖矿机，就是用于赚取比特币。

用户用个人计算机下载软件然后运行特定算法，与远方服务器通讯后可得到相应比特币，是获取比特币的方式之一。

比特币为一种虚拟的货币，比特币挖矿制度为通过计算机硬件为比特币网络开展数学运算的过程，提供服务的矿工可以得到一笔报酬，因为网络报酬依据矿工完成的任务来计算，为此挖矿的竞争十分激烈。

挖矿实际是性能的竞争、装备的竞争，由非常多张显卡组成的挖矿机，哪怕只是HD6770这种中低端显卡，“组团”之后的运算能力还是能够超越大部分用户的单张显卡的。

而且这还不是最可怕的，有些挖矿机是更多这样的显卡阵列组成的，数十乃至过百的显卡一起来，显卡本身也是要钱的，算上硬件价格等各种成本，挖矿存在相当大的支出。

(4)工作证明与挖矿扩展阅读：

比特币挖矿流程：

1、找到矿池

开始挖矿必须要有一个操作方便、产出稳定的矿池，它的作用就是为各个终端细分数据包，可以通过精密的算法将终端计算好的数据包按照比例，支付相应数量的比特币。

2、下载比特币挖矿器（软件）

其实这种挖矿器也有很多种，大家可以去官方网站下载。

3、设置挖矿软件

GUIMiner是个绿色软件，安装完成后我们可以先设置下语言，以便更方便进一步设置。接下来需要对采矿器设置服务器、用户名、密码、设备等。一般服务器从BTC guild系列里面选一个网络较好的就行，用户名和密码就是我们之前自己设置的。

4、比特币挖矿开始

当我们确认都设定无误后，点“开始挖矿”按钮之后就开始挖比特币了，随之显卡很快就会进入全速运行状态，温度升高、风扇转速提高，你可以通过GPU-Z或显卡驱动来监控状态。

5. 挖矿怎么挖

区块链领域常提到的挖矿，其实是工作量证明（ProofOfWork，简称POW）。
所谓的工作量证明，就是用来确认你做过一定量的工作。监测工作的整个过程通常是极为低效的，而通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量，则是一种非常高效的方式。
挖矿是通过消耗计算资源来处理交易，确保网络安全以及保持网络中每个人的信息同步的过程。
这个过程因为同淘金类似而被称为“挖矿”，因为它也是一种新的临时机制。
然而，与淘金不同的是，挖矿对那些确保安全支付网络运行的服务提供奖励。挖矿的原理是什么？
任何人均可以在专门的硬件上运行软件而成为矿工。
挖矿软件通过网络监听交易广播，执行恰当的任务以处理并确认这些交易。
矿工完成这些工作能赚取用户支付的用于加速交易处理的交易手续费以及按固定公式增发新币。新的交易需要被包含在一个具有数学工作量证明的区块中才能被确认。
这种证明很难生成因为它只能通过每秒尝试数十亿次的计算来产生。
矿工们需要在他们的区块被接受并拿到奖励前运行这些计算。随着更多的人开始挖矿，寻找有效区块的难度就会由网络自动增加以确保找到区块的平均时间保持在10分钟。
因此，挖矿的竞争非常激烈，没有一个个体矿工能够控制块链里所包含的内容。

6. 什么是工作量证明

工作量证明(Proof Of Work，简称POW)，简单理解就是一份证明，用来确认你做过一定量的工作。监测工作的整个过程通常是极为低效的，而通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量，则是一种非常高效的方式。比如现实生活中的毕业证、驾驶证等等，也是通过检验结果的方式（通过相关的考试）所取得的证明。
权益证明机制
POW是达成共识的一种方式，不过他不是唯一的方式，还可以有其他的方式让各个节点达成共识，例如POS。
POS不同于POW之处在于，在POS系统上挖矿是以货币持有数量为基础，换句话说，在POS的情况下，一个人拥有虚拟货币的5%和在比特币系统上拥有系统5%的算力的效果是一样的。
工作量证明的基本原理工作量证明系统主要特征是客户端需要做一定难度的工作得出一个结果，验证方却很容易通过结果来检查出客户端是不是做了相应的工作。这种方案的一个核心特征是不对称性：工作对于请求方是适中的，对于验证方则是易于验证的。它与验证码不同，验证码的设计出发点是易于被人类解决而不易被计算机解决。下图表示的是工作量证明的流程：
举个例子，给定的一个基本的字符串"Hello, world!"，我们给出的工作量要求是，可以在这个字符串后面添加一个叫做nonce的整数值，对变更后（添加nonce)的字符串进行SHA256哈希运算，如果得到的哈希结果（以16进制的形式表示）是以"0000"开头的，则验证通过。为了达到这个工作量证明的目标。我们需要不停的递增nonce值，对得到的新字符串进行SHA256哈希运算。按照这个规则，我们需要经过4251次计算才能找到恰好前4位为0的哈希散列。

.工作量证明的过程 我们可以把比特币矿工解这道工作量证明迷题的步骤大致归纳如下： 生成Coinbase交易，并与其他所有准备打包进区块的交易组成交易列表，通过Merkle Tree算法生成Merkle Root Hash 把Merkle Root Hash及其他相关字段组装成区块头，将区块头的80字节数据（Block Header）作为工作量证明的输入 不停的变更区块头中的随机数即nonce的数值，并对每次变更后的的区块头做双重SHA256运算（即SHA256(SHA256(Block_Header))），将结果值与当前网络的目标值做对比，如果小于目标值，则解题成功，工作量证明完成。 该过程可以用下图表示：
比特币的工作量证明，就是我们俗称“挖矿”所做的主要工作。理解工作量证明机制，将为我们进一步理解比特币区块链的共识机制奠定基础。

7. 比特币为什么采用工作量证明（POW）来产生区块

防伪。
这个跟进化论一样，主链是通过不断筛选共识后得出来的，累计的运算量高，想要伪造主链，必须付出更高昂的代价（全网一半的算力）。比如说比特币现在挖矿用的电量已经和新加坡的国家电量持平。 你想伪造必须付出一半新加坡的发电量

8. 区块链中的工作量证明机制（POW）是什么

比特币挖矿采用工作量证明机制，是什么意思呢？
工作量证明（Proof of Work,简称POW）是共识机制的一种，可简单理解为一份证明，证明你做过一定量的工作，即我通过查看工作结果就能知道你完成了指定量的工作。
比特币挖矿采用的就是工作量证明机制，比特币网络通过调节计算难度，保证每次竞争记账都需要全网矿工计算约10分钟，才能算出一个满足条件的结果。该结果即“区块头”里包含的随机数。
工作量证明是指，如果矿工找到了一个满足条件的结果，我们便可以认为全网矿工完成了指定难度系数的工作量。获得记账权的几率取决于矿工工作量占比全网的比例，如果占比30%，那么获得记账权的几率也是30%。所以提高工作量占比才能提高竞争力，才能获得更多新诞生的比特币！

9. 区块链挖矿工作量证明是什么

POW的拼法是Proof of Work（工作证明）。简单说就是需要干非常多的苦力，才能获得相对优厚报酬的工作模式。
矿工们在挖一个新的区块时，必须对SHA-256密码散列函数进行运算，区块中的随机散列值以一个或多个0开始。随着0数目的上升，找到这个解所需要的工作量将呈指数增长，矿工通过反复尝试找到这个解。
最先算出正确答案的矿机可获得当前区块的记账权，同时获得新发行比特币的奖励。理论上来说，算力（力气）越大，算（搬）得越快，收益值就越高。这个你们应该看得懂的说，POW 的意思就是按劳分配，多劳多得。目前，币界老大哥比特币、现在的二哥以太币等都是这种模式。