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什麼是比特幣挖礦和區塊鏈共識機制?

經常有人說比特幣是“挖”出來的,而且需要用“礦機”來挖,那這究竟這是什麼意思呢?

比特幣採用一種稱為“工作量證明(PoW,Proof of Work)”共識機制來判斷誰記賬。

什麼是共識機制呢?區塊鏈技術的核心是由系統中節點競爭進行記賬,這個競爭的評判標準稱之為“共識機制”,不同的區塊鏈可能採用不同的共識機制。

什麼又是工作量證明呢?它是指系統會提出一道難於計算但易於驗證的證明題,證明者提交答案後,任何人通過驗證這個答案就確信證明者為了求得結果已經完成了大量的計算工作。計算能力越強的證明者越有機會更快的完成證明,而第一個證明者就能夠獲得系統獎勵的比特幣。這個過程就稱為“挖礦”,為了應付龐大的計算能力而設計出來的專業計算機就是“礦機”。

工作證明機制在社會中的應用非常廣泛,最典型的就是學業考試,在短時間考試中正確答出足夠多的題目表明的確花了大量時間進行學習,而非碰運氣。

有人認為該機制嚴重浪費資源,比特幣網路耗費龐大且日益增長的電力來進行計算,預計到2020年,比特幣網路的耗電量將達到丹麥整個國家的水平,而最終這些計算結果沒有任何實際或科學價值。但支持者認為正是因為巨大的投入,導致攻擊比特幣區塊鏈將會是異常艱難的事情,從而確保了比特幣成為人類目前構建出最安全的“資料之錨”。

也有人建議使用“權益證明機制(PoS,Proof of Stake)”,這種機制通過計算你持有幣數佔系統總幣數的百分比,包括你佔有幣數所持有的時間,來決定你獲得本次記賬權的機率。

這就類似於現實世界中的股票制度,在公司中大家是按照持股比例來獲得分紅,持有股權相對多的人獲得更多的分紅。這種安全機制的理由是,持有股票的人不會攻擊公司,因為這會造成自己的損失,而不持有股票的人無法對公司構成威脅。

權益證明機制的反對者認為該機制會加大系統中的貧富差距,持有幣更多的人更加容易“挖”到新幣,即持有股份更多的人會獲得更多的分紅。但是,擁護者的觀點是,區塊鏈沒有理由去解決系統內的貧富差距問題,並且工作量證明也存在同樣問題,那些富有者擁有礦機更多算力,也會獲得更多的幣。

到現在,已經出現十幾種共識機制,其實各種共識機制各有優劣,針對不同的區塊鏈應用可以選擇恰當的共識機制。