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比特币的挖矿机制在加入挖矿的计算机的算力不断增加的情况下,这个挖矿机制是如何保持稳定的?

发布时间:2019-12-12 18:03:22 作者:陈浩 来源:360配资网 阅读次数:

摘要:比特币挖矿的芯片已经经过几轮演变,其计算能力越来越强:从 CPU 演变到 GPU(显卡),再到现场可编程门阵列(FPGA),再到现在的专用集成电路技术(ASIC),即只能进行比特币挖矿。本文共计 1163 字,预计阅读时间 2.9 分钟

比特币挖矿的芯片已经经过几轮演变,其计算能力越来越强:从 CPU 演变到 GPU(显卡),再到现场可编程门阵列(FPGA),再到现在的专用集成电路技术(ASIC),即只能进行比特币挖矿所需的哈希计算的专用芯片中。并且随着矿机的升级迭代和数量增多,接入比特币区块链网络、参与挖矿竞争的计算算力越来越大。

相应地,比特币系统有这样一个对应的机制设计:随着算力的增长,调整目标值的难度使得挖出一个区块的时间始终是 10 分钟左右。

这形成了一种动态的平衡,维持区块链网络经济激励的有效与稳定。这个决定难度的公式非常简单明了,每挖出 2016 个区块,也就是经过约两个星期,挖矿难度会进行一次调整,该公式是:
下一个难度 = 上一个难度 × 2016 × 10分钟 / 产生2016个区块所需的时间


如果算力突然大幅度上升,产生上一组 2016 个区块所需的时间变短,那么难度就会上升。在某些特殊情况下,如果产生上一组 2016 个区块所需的时间变长,那么难度也会下降,但这样的情况并不多见。

因此,比特币矿工节点的挖矿是它在运行分布式账本与去中心网络。同样重要的是,它也是比特币的发行机制和整个社区的激励机制。

比特币的挖矿是比特币的唯一发行机制,从中本聪挖出第一个区块获得 50 枚比特币开始,比特币这个加密数字货币就以这样的去中心化方式不断地发行了出来。

比特币区块链网络是由众多节点组成的去中心网络,而这些计算机节点加入这个网络,维护分布式账本,是因为中本聪在设计系统时巧妙地加入了经济激励:众多比特币矿工(即挖矿节点)在竞争获得记账的权利,矿工每增加一个新的区块能获得对应的记账奖励。

比特币的经济系统是以“竞争-记账-奖励”循环为核心的(见图1),其中“竞争”非常重要,即挖矿节点进行的算力竞争。在比特币系统这样一个去中心网络中,节点参与是出于获得经济奖励的自利动机,而记账权利和对应的奖励需要通过竞争来获得。
在区块链的相关探讨中,有把“挖矿”一词的含义扩大的倾向,在这里我们认为,只有生成区块的计算行为,即运维分布式账本与去中心网络的行为,才是真正意义上的挖矿。简单地说,只有生产区块,才是挖矿。即便放宽要求,不再强求只有计算机节点生产区块才是挖矿,我们也仍想强调,竞争获得对应的权利和奖励,仍是必须的。没有竞争的奖励,是很难真实有效的。
比特币的“竞争-记账-奖励”循环

通过讨论比特币区块链的五个技术性细节,我们再一次看到,比特币系统在发行和交易层面都实现了完全的去中心化:
一个交易的确认,被写入分布式账本记录下来,是由去中心网络中互不信任的节点为了自己的利益相互以算力进行竞争而确认的。
在竞争挖矿的过程中,比特币的发行是“凭空发行货币”,它的货币发行也是靠这个去中心网络的算力竞争来完成的,是去中心化的。

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