科普 | 比特币挖矿是什么？
这是白话区块链的第1245期原创
作者 | 三黎
出品｜白话区块链（ID：hellobtc）
关于比特币有句传言：一币一别墅。尽管现在的价格还没有那么夸张，但目前一个比特币 22 万人民币左右的价格也是令人心动不已。
那么除了拿钱去买可以获得比特币之外，还有什么办法可以得到它呢。这就是我们今天要讲的话题：通过挖矿来获得，那么挖矿是什么？
01
一场全球性的知识竞赛？
比特币挖矿跟山西挖矿不一样，不用扛着工具去外面，在家里使用电脑或挖矿设备就可以开工了。
对于比特币挖矿的理解，我们可以将其比喻成一场全球性的知识竞赛，老师出题，同学们答题，最快且正确答对题目的同学就会得到一些奖励。
比特币挖矿机制下，矿机相当于大脑，而挖矿的快慢则却决于大脑计算过程的快慢，即矿机自身的算力。
计算正确答案最快的矿工即可获得出块奖励，也就是最快答对题的奖励。另外还可以获得交易手续费，即一些成本费，比如纸和笔的费用等。
不过没有人规定矿工费是多少，具体多少是由市场和交易占用字节数来计算的，矿工费出价越高，交易就会被越快处理。
02
比特币挖矿是如何运作的？
那么，在这场知识竞赛中，具体需要做什么题呢？这就得先介绍一下比特币区块的组成部分。
比特币区块主要由两部分组成：区块头和区块体。
区块头里包含的信息有：版本信息、父区块头哈希值、该区块中默克尔树根的哈希值、时间戳、难度目标、随机数6个字段；
区块体用来装载该区块打包的所有交易。
对于挖矿而言，收集到区块头里的6个字段，就可以获得比特币奖励，包括创建新区块的奖励及该区块中所含交易的交易费。
而区块头里的 6 个字段中，除了随机数需要不断试错寻找，其他 5 个字段都是很容易获得的。比如：
版本信息是用来跟踪软件升级的版本号，可自动从软件信息得到。
父区块头的哈希值，也就是前一个区块的哈希值，在父区块被挖出后就确定了。你可以把哈希值简单地理解成是一段数据或文件的DNA，只要大数据发生了变化，哪怕是一个微小的变化，其哈希值也会发生变化，用来判断两个文件是否相同。
当一个区块打包的交易确定了，该区块中默克尔树根的哈希值，即用来确保从其他节点接受的，数据块没有损坏且没有被替换，甚至检查其他节点不会欺骗或者发布虚假的块，就确定了。
时间戳指该区块产生的近似时间，可以自动记录。
该区块工作量证明算法的难度目标，同样是系统给出的。
那么，什么是合适的随机数呢？对区块头里的 6 个字段取哈希值，如果这个值小于或等于系统给定的难度目标值，那么就算是找到了合适随机数。
矿工通过不断试错，直到找到合适的随机数，新的区块被挖出，就可以得到对应的区块奖励和交易手续费奖励。
这就是比特币挖矿的过程。
03
小结
比特币矿工挖到比特币的概率，取决于他拥有的算力占全网算力的比值，并非是一门稳赚不赔的生意。
能否赚钱，不仅要看挖矿的收益，包括挖到比特币的数量和比特币的价格；还要看挖矿的成本，包括矿机成本、矿机的算力、功耗、电费以及其他营运成本等。
关于比特币挖矿，你还想知道什么？欢迎在留言区分享你的观点。
END
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