区块链的共识机制为你解答挖矿怎么挖的！-掘金网

区块链的共识机制为你解答挖矿怎么挖的！

掘金K • 22 5 月, 2022 5:44 下午 • 7×24快讯

今天呢要来讲讲让区块链得以运作的架构，比如说大家总是很好奇比特币要怎么挖，其实挖矿就是区块链的共识机制中不可或缺的一环喔！但虽然共识机制是撑起区块链的主要概念，却不算很好懂，我怕一开始就讲会让没接触区块链的人头脑当机.

什么是共识机制？

简单来说，为了维护区块链系统的稳定与公平，使用区块链的人们要遵循同样一种机制，要是违反机制的人就会被惩罚。道理很简单，难的是不同的共识机制规则都不同XD。

比特币区块链的共识机制－工作量证明(PoW)

比特币区块链的共识机制是怎么运行的呢？只要针对一个疑问来回答就行了，那就是：比特币是从哪生出来的？如果是创始人中本聪发比特币给大家，就完全违背去中心化的本意了，因为这等于中本聪等同于央行的角色啊！于是乎，中本聪创造的规则为：如果你用电脑开发出了区块链的一个区块(也就是完成了记一笔帐这个动作)，为了感谢你帮忙记帐、更新帐本的资料，系统就会自动发比特币给你。由电脑给的钱，就够公平够去中心化了吧！

这下真相大白了，原来所谓的『挖矿』，就是中本聪建立起的一种奖励机制，如果你愿意拿自己的电脑成为一个节点、建立比特币帐本、帮忙记帐，也就是成为「矿工」，则系统将每几分钟给你一些比特币当作报酬。那如果有很多人想当矿工呢？当然不是让中本聪来面试筛选啰～他设定的机制是：设定很难快速解开但很好验证，刚好适合电脑来计算的数学题，让电脑去破解，抢先破解后就能采出一个区块(Block)，并得到应有的比特币报酬。这也代表你的电脑效能必须够强，才能抢先开发区块并成功挖矿。这一套透过让你有钱赚，让矿工心甘情愿保有帐本、更新帐本的方式，就是比特币区块链中的共识机制了

这套共识机制的专有名词就叫做工作量证明(PoW)，你的电脑工作量越多，越有成为矿工的资格。随着加入的矿工越来越多，照理来说区块的开发会越来越快，但中本聪希望能维持十分钟开发一个区块的速度，好让每本帐本，也就是每个节点的帐目更新更趋近同步；因此将数学题难度增加，更耗电脑效能，以数学题来说显卡比处理器适合做计算。现在要以个人电脑来挖比特币是不可能的了，都是靠显卡山堆叠出的「矿机」来进行开采；如果你的财力没有雄厚到组装矿机，现在也满流行租借矿机来使用的

▼矿机长这样

就跟金子会越挖越少一样，为了避免比特币大量产出导致通货膨胀，中本聪设定全球最多只会有2100万枚比特币，且每当有21万个区块被开发后，矿工拿到的奖励就会减半。最早的时候每十分钟开发一个区块，矿工都可以拿到50比特币，后来大概每四年就会收入递减，以这个速度来看，估计西元2140年左右，比特币就会通通被挖出来

总而言之，交易本身并不会让比特币增加，只是把钱从一个人转移到另个人身上而已。是把帐记到帐本上的这个动作，才会让矿工获得比特币，进而使比特币的总数增加。

共识机制的种类

除了工作量证明外，是有其他共识机制存在的！因为工作量证明并不是一套完美的共识机制运行法，因此有不少人希望能想出更好的共识机制。不过区块链存在所谓的『不可能三角』，也就是针对安全性、去中心化、效能(又称可扩展性)这三角，你不可能让三角都同时满足；因此现在的共识机制无非都是调整这三角的比例，例如安全性少一点、效能强一点……借此找出更好的共识机制

何谓算力计算机？帮你搞定挖矿收益计算

虚拟货币市场最基本的成本考量为：设备耗能、电力成本以及矿池抽成。在记录这些成本之后，根据自己所能产生算力的收益来减掉成本就是实际获得的收益。不过，这个环上真的得这

以下介绍三个最出名的共识机制，但共识机制是可以不断产生，有无数种可能的

工作量证明(Proof of Work，PoW)

以电脑运行的效能多寡来决定谁辛苦，谁就能拿最多的钱，就是所谓的工作量证明，也就是比特币区块链的运作机制啰！这套共识机制偏重三角中的哪些项目呢？聪明的各位基于对区块链的了解，一定能答出来的～

它偏重的是安全性和去中心化，公开透明的性质让持有比特币的人获得安全性，去中心化则能避免有个核心机构来掌控大家，每个人都能做自己资产的主人。但相对地，效能(可扩展性)就被牺牲了；想想要让每个节点的云端帐本都一本一本去更新帐目，速度怎么快得起来？所以比特币大概每秒只能完成10多笔交易而已

同时它也非常消耗能源，现在电脑要运算的数学题越来越难，挖出一枚比特币的碳排放量等同于一台车跑20公里，真的很夸张啊！另外一个隐忧是：只要有大公司策略性地提升自家矿机的规模，当运算能力占所有区块链电脑的51%以上时，就等于掌控了所有的比特币，这就完全和中本聪当初的理念相违背了

权益证明(Proof of Stake，PoS)

所谓的权益证明，就是你手上持有的货币越多，便能挖出越多的货币，一个钱滚钱的概念。以太币当初的共识机制就是权益证明(但后来改成PoS和PoW混用了) 。它不需要像PoS一样那么耗费能源，也不会让资料更新、共识达成的时间拖到那么长

但这不就表示富者恒富？没错！不过这套共识机制也不难思考，为了让自己能够持续赚钱，这群币圈中的有钱人就会想方设法地来维持区块链中的安全和平稳性，就跟我们现在的社会状态差不多呢XD而且除了资产M型社会化外，它还有个缺点就是：大家不愿意把手上的钱给出去。为了赚更多钱，大家都不花费，货币的流通性就降低了。

PoS同样维持去中心化，但降低了安全性，去成就更强的效能。为什么不安全？除了以太币区块挖矿开采的比较快，容易造成帐本资料不同步外；因为在富者恒富的生态下，很容易产生无利益攻击( nothing-at-stake attack )，穷人想我本来就没有钱，何不想方法来抢到有钱人的钱呢？因此以太币一路走来也是风风雨雨，遭窃的事件其实挺多的

代表权益证明(Delegated Proof of Stake，DPoS)

DPoS和PoS的运作原理是相同的，但DPoS 委托了一群代表来成为节点，做记帐、监管、控制效能消耗量等等的工作，像是董事会投票的概念。优点是节点彼此之间确认帐本更新的速度提升，大大提升了货币运作的效能；缺点也很明显：若跟纯粹以谁的电脑比较快就能拿钱的工作量证明相比，当你开始依赖人，而非电脑的自动操作时，自然产生许多人为操作空间

除了以上三种共识机制，还有很多不同的共识机制，但你要说哪个共识机制是完美的？顶多是看哪套制度比较和你的意而已！

了解共识机制，是不是比较懂区块链的运作原理啦？现在的中国社会当然也运行着一套共识机制，我们的社会机制就是『选举』，投票选出你愿意相信的人，让他们办理关于国家的业务；至于钱币的运行共识机制就是交给央行来发行货币，这可以看出：社会偏重的是不可能三角中的效能，可说是为了让钱币快速流通、让政令立即施行是最重要的。要是领钱要等一天，一般人应该无法接受吧？这也是比特币区块链强调去中心化、安全性的特质，为什么无法让我们很快理解的理由，因为跟我们平常追求的快速、效率这样的概念实在差太多了！

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