数字货币挖矿的基础逻辑及发展史,可以得出清晰结论

 2022-03-06    174  

在现实生活里,我们刷卡或使用支付宝付款时,银行或支付宝给我们在账号后台记账,这个账本是由中心化机构来管理的。

而在区块链网络中,转账信息都由矿工进行记账。矿工收集用户发起的交易,然后打包成区块并拼接成区块链。

挖矿的过程,就是维系区块链网络运转的过程。为了奖励矿工对维系区块链网络运转做出的贡献,区块链系统用 Token 给予矿工奖励。

因此,在市场上流通的所有 BTC、ETH、LTC、ZCASH、DASH、XMR 等主流货币,除了某些特殊合约外,都是挖矿生成的。

也就是说,矿工通过维系区块链网络,成为数字货币的生产方。挖出的矿就是数字货币,矿机就是数字货币的印钞机。相比数字货币交易市场的暴涨暴跌,挖矿相对而言是一个比较稳妥的投资方式。

随着数字货币挖矿越来越被大众所熟知,一些项目使用“手机挖矿”的活动,逐渐开始吸引各方的关注。

与传统的矿机挖矿相比,手机挖矿只需要下载一个 App或 DApp,就可以通过签到或者授权的方式获取“算力”,从而挖矿获得指定的数字货币。

这种方式是否科技的进步呢?我们通过了解数字货币挖矿的基础逻辑及发展史,可以得出清晰的结论。

一、挖矿的基础逻辑

我们都知道比特币的激励机制为工作量证明机制(POW,Proof Of Work)。在这个机制下,工作量越多,收益就越大。

谁能最快地猜出这个随机且唯一的数字,谁就能做信息的公示人。

这里所指的工作,就是记账和解题。记账是为了让全网数据同步且不可篡改,解题就是通过计算“抢夺”记账权。算法保证了计算结果的唯一性。

计算的过程则会耗费大量算力,矿工每一次解出的正确结果,都会作为下一次计算的初始条件。

哪个矿工先得出答案,他就可以用这个答案生成一个新的区块,再广播到全网中。

收到这个新区块数据的矿工会立即停止当前的计算,用新区块里的数据重新进行下一次解题计算。这个过程就是“挖矿”。

矿工生成的区块一旦被全网接受,矿工就能获得一定数额的比特币作为酬劳。

在某个区块链网络上挖矿的人越多,意味着全网算力越大,也意味着整个区块链网络运转得到了矿工们的有力保障。

二、挖矿历史简介

2009年1月3日,比特币之父中本聪在一个小型服务器上,挖出了比特币的第一个区块 Block#0,并且获取了50个比特币的奖励。

在随后很长一段时间内,挖矿仅仅是小圈子里的自娱自乐,区块1到区块40000高度之间,大部分挖矿所得的BTC绝大多数都从未被使用过。

在那个“幸福”的时期,每个人使用家庭电脑就可以挖出比特币。比特币当时的价格甚至不足以覆盖挖矿活动所需的电费。

随着比特币的影响越来越大,挖矿的人也越来越多,不断有人尝试用新的方式来挖矿。

佛罗里达州程序员 发现,用显卡GPU挖矿比一般的CPU挖矿要快800倍,因此他挖出了大量比特币。并用其中的10000个比特币成功换来了两个披萨,因而青史留名。

采用的显卡GPU挖矿的方法,也让挖矿从CPU时代进入了GPU时代。

在挖矿解题的过程中,需要大量简单而重复的计算,CPU里包含很多对于挖矿计算来说无用的结构,而显卡GPU天生适合进行大量暴力且无脑的简单运算。

就像举行10以内加减法运算比赛,CPU是5个大学教授,GPU是1000个小学生。在双方同时开始计算10以内加减法时,尽管大学教授比小学生学历高,但显然1000个小学生要比5个大学教授算得更快。

此后,用显卡进行挖矿的方式越来越普遍,各类显卡被全世界矿工们疯抢,造成了从2012年以来的显卡抢购热潮。

显卡的价格在矿工的狂热抢购及生产厂家的有意控制下,已完全不适用摩尔定律。显卡GPU的多处理器特性及天生适合大量暴力运算的特点,迅速进入专业人士的视野。

2010年9月18日第一个显卡挖矿软件发布。一张显卡的挖矿能力相当于几十个CPU,挖矿能力得到明显提升。

随后不久,专业的挖矿设备很快就被制造出来,被人们称为矿机。轰轰烈烈的矿机挖矿时代开始了。

从2013年开始,国内的阿瓦隆(南瓜机)、烤猫USB等大量专业矿机上市,现货发售的阿瓦隆ASIC矿机,成功地让数百个普通矿工实现了人生逆袭。

一台阿瓦隆矿机当时每天可以挖出10个以上的比特币,而当时一个比特币价值400元,因此每个阿瓦隆的购买者在三天时间里就能赚回矿机投入的本钱。

专业矿机的发布,彻底颠覆了比特币挖矿行业,CPU和GPU在比特币挖矿行业一夜出名。使用个人电脑挖矿已经毫无意义,个人电脑挖矿时代就此终结。

算力强大的新矿机让全网算力暴涨,根据中本聪的设计,比特币挖矿难度可以随着全网算力动态调整,算力越高、挖矿越难。

挖矿收益取决于每个矿工占全网算力的比例,矿机越多也就意味着算力越大,分配到每个算力不变的矿工手上的挖矿收益就越小,于是矿机成为了矿工的军备竞赛产物。

随着比特币价格的不断上涨,全世界矿机市场一片火爆。越来越多的人投入到矿机的研发之中,矿机期货预定的情况越来越普遍。

网名叫做“夜猫”的比特币爱好者,用半年时间成功地研发了135纳米的ASIC芯片,但是随后发现,已经有团队成功研发出了400纳米芯片,全网算力的暴涨速度也大大超过预期,这就意味着135纳米的矿机还没出生,就宣告死亡。

“科学技术是第一生产力”,伟人的这句名言淋漓尽致地体现在矿机研发上。对于矿工来说,拥有巨大算力的矿机等于拥有了印钞机。

2014年,比特币全网算力不断攀升。芯片的性能日渐逼近硬件工艺极限,矿机市场也越来越稳定。

原本通过矿机性能获得算力优势的时代结束,比特币个体矿工用矿机挖矿越来越难,矿工开始用矿机数量的累积,为自己积累算力。

此时,电力成本成为了挖矿的重要可变动成本,因此开始有人说挖矿是对电力资源的巨大浪费。

如果把比特币与黄金进行对比,我们会发现,人类想尽一切方法从金矿中开采黄金,再用剧毒物质氰化物去提炼,最后做成金条,然后又重新放入地下金库,再花重金去守卫。这整个过程是不是也特别浪费资源呢?

我们可以从另外一个角度去思考这个问题,一个已占全球0.25%耗电量的区块链网络,足以证明了区块链技术的价值性和不可摧毁性。

自此比特币挖矿经历了CPU挖矿、GPU挖矿、专业矿机挖矿、矿场挖矿和集群挖矿5个阶段。不同阶段的划分依据是算力的增加倍数。

-CPU挖矿阶段,CPU算力平均是/s。

-GPU挖矿阶段,GPU算力平均是/s。

-FPGA挖矿阶段,FPGA算力平均是/s。

-ASIC(- )挖矿阶段,ASIC算力平均是3./s。

-大规模集群挖矿,由N个ASIC矿机构成,算力是3./s乘以N。

三、算法与挖矿方式

在比特币矿机成熟之后,个人挖矿时代结束了。

另外一些加密货币设计者,有的为了让更多用户通过消费级的硬件也可以参与“挖矿”(如莱特币),有的为了做到极致的匿名性(如采用11个加密方法的达世币),设计出与比特币不同的加密方式。

加密方式不同,也就意味着挖矿的方式不同。不同的加密算法带来的是不同的挖矿方式。不同的挖矿方式也会需要不同的挖矿矿机。

例如采用 算法的比特币,需要用专门的 ASIC 矿机进行挖矿;采用了 算法的以太坊 ETH,可以用电脑 GPU 来挖矿;而门罗币可以用电脑 CPU 进行挖矿。

而加密方式也非一成不变。例如,以太坊的加密方式可能将变成权益证明 POS 机制(Proof of Stake),即依据矿工所持有的以太币数量而不是他们的算力进行奖励。

从 POW 转成 POS 就意味着无法对 ETH 进行挖矿。POS 是一种“钱生钱”的收益制度,由持有最多 Token 的人来公示最终信息。

Token 余额越多的人获得公示信息的概率越高,公示人也会得到一定的 Token 作为奖励。

因此,采用 POS 共识机制的数字货币无法通过挖矿产生,不过可以将这类货币放入派息钱包以赚取红利收入。

除此之外,也有 POW 和 POS 混合使用的数字货币手机挖矿app,例如达世币(DASH),它可以通过ASIC挖矿设备挖矿产生。

它的主节点采用 POS 机制,主节点持有者为用户验证交易、存储数据及提供多种服务而获得奖励。

四、云挖矿

挖矿需要进行购买矿机、组装机器、设置挖矿软件等一系列工作,同时还要考虑到电费成本、机器维护成本等,因此存在一定的参与门槛。

面对更多不愿意亲手挖矿的用户,和矿池开展了云挖矿业务。

云挖矿是一种用户直接向矿池购买算力的挖矿形式。云挖矿的用户购买的是算力而不是矿机,因此不必承担矿机购买后的一系列配置和维护工作。

用户云挖矿的收益则来自于购买算力的挖矿分成。用户只需登录云挖矿平台查看挖矿结果即可,不需要付出任何额外的工作量。

这套挖矿流程更加简单,受到很多新用户的欢迎。

五、手机挖矿

由于手机的算力几乎可以忽略不计,所以从本质上来说,这更像一个营销活动而不是真正的数字货币“挖矿”。

因为参与门槛极低手机挖矿app,各类手机挖矿软件迅速被数百万用户下载使用。例如已经被明确定性及查封的网易星球、公信宝等。

公信宝之前宣传的是用户通过数据授权获得算力挖矿。在公信宝 DApp 中,用户可以创建区块链身份,并授权、管理个人数据。

授权的个人信息包括人脸识别数据、支付宝/淘宝数据、学信网数据、电信运营商数据、京东数据、邮箱信用卡账单数据等。授权的信息越多,用户所获得的算力就越多,能挖到的数字货币就越多。

据之前公信宝官网介绍,用户授权导入数据的过程,是用户把数据导入用户私钥加密的侧链上。包括公信宝在内的机构和个人,没有能力查看和调用用户数据。

当商户或其他个人需要查询用户数据时,会发送手机通知,经用户同意后,对方才能查到数据,让用户“做自己数据的主人”。

这些手机挖矿软件随着区块链概念的火热不断脱颖而出,各类推广码占据了很多区块链新闻的评论篇幅。利用大众认知不足不断抛出新概念,例如:共识决定价值、游戏与广告的结合、算力与价值的结合等等。

目前的手机挖矿类 App 及挖矿所得,更多类似于一种积分奖励的形式。高级些的项目甚至还有自建的交易网页,用户可以在网页上进行特定实物兑换。

更甚者某些数字货币交易所协同作恶,他们在交易所上贩卖“期权”,而“期权”的本质是交易所中的数字,目的是伪造成这些项目是正规区块链项目的假象。

这类项目往往利用用户一夜暴富的心理承诺“上主网”后会价格暴涨,而用户往往也存在“上主网”后第一时间套现的心理。殊不知,没有所谓的“主网”,所谓的“代币”从何而来?

对于很多新用户,手机挖矿很可能是他们数字货币“挖矿”生涯的起点。然而,这些概念却是利用普通大众对区块链技术的陌生,以“挖矿”之名,行“欺骗”之实。

有人认为现在白嫖又没有损失,很多项目方要的就是用户这么去想。当这些人有这种思想的时候,当“主网”上线时,会忍住“极少投入,丰厚回报​”的诱惑么?

本文更希望让众多数字先驱认识到:共识并不能决定价值。比特币的共识之所以有价值,有其背后的技术及维护费用支撑。

群氓的共识,价值何在?

那是那句老话,各位想要投资数字货币的读者,一定要学习一些区块链基础知识及交易基本原理,虽然刚开始可能很枯燥,但要相信自己,只要愿意去学,一定能够学会。

只有赚认知之内的钱,方能使我们在这场科技浪潮中立于不败之地。

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