深度解读 区块链里的挖矿--链新科技

日期:2020-03-17 17:33  作者:链新科技

区块链社区很多人在这个平台上写文章,而不是选择去体验更好的Medium博客写作平台,既是因为这儿区块链信息更聚集,也是因为有 Token 奖励。你写文章,被阅读被点赞,可以获得 Token (代币)奖励。这是是“挖矿”吗?
 
迅雷区块链项目后来改名为“链克”的项目正火,机器的价格被爆炒。它的功能点并不是说,给用户带来多大的用户价值,虽然的确随着装机量的增多,迅雷网络内容分发网络的效果提升了。它的价格暴涨,也是因为“挖矿”二字,分享了闲置的硬盘空间,可以获得“链克”币的奖励,而万一这些 Token 进入交易所交易则变成财富。
 
这里还有一个小背景,在之前因为显卡(GPU)挖矿盛行,导致显卡价值暴涨。当时「链克」某种程度上利用这种误解。显卡挖矿在之前在以太坊网络或一些较新的链上还是可行的。
 
消费者被可以「挖矿」——健身房跑步挖矿,骑自行车挖矿,看视频挖矿,手机挖矿……
 
听到很多人讨论自己的区块链项目时,一本正经地设计用户挖矿机制。这个机制需要,但其实跟挖矿没什么关系。
 
这是挖矿吗?
 
就此,我想说的是,这些所谓的「挖矿」—这是拿区块链的一个“挖矿”名词,套到另一个熟悉的事物上,从而试图诱发人的贪婪。从来不外乎两种,要么诉诸无知,要么诉诸贪婪。诉诸恐惧,那是抢劫。
 
今天,我们来看看真正意义上的“挖矿”,首先看看比特币的挖矿机制
 
PoW(工作量证明)共识机制
 
先讲一个故事:
 
有一个村子,这个村子里很多事情都需要大家一起决策。比如某天,村长需要全体村民一起决策今天中午村里的大食堂是包饺子还是擀面条。通常,我们能想到的方法就是投票----每个村民一票,少数服从多数。但是有些村民并不想在食堂吃饭,所以他可能就会把票送给别人,这样就有可能会导致不公平,在食堂吃饭的大多数人可能没有实现他们的愿望。
 
于是村长换了一种办法,他在10点50的时候,用大喇叭给全体村民广播:“大家来选择食堂中午是做饺子还是做面条,想来食堂吃饭的人,就去食堂门口推那个巨大的石头,到了11点整,石头被推到了大门东边,中午就吃饺子;推到了大门西边,中午就吃面条。”
 
于是想去食堂吃饭的人,就跑去推石头了。出力多的人群最终实现了自己的愿望,出力少的人群也心甘情愿,因为村里一直都是这样的规矩。
 
这个故事讲了一种实现人群共识的方式,我们可以叫它“工作量证明机制”。利用出力的多少,来证明自己的选择意愿。
 
在这个系列的第一篇文章里,我们讲到了区块链系统能够让所有人的账本保持一致。这种让所有节点数据保持一致的机制,我们称之为共识机制。采用不同的共识算法,能够实现不同性能的共识效果,其最终目的都是保持数据的一致性。
 
记录工作量证明,不可篡改
 
我们已经知道,在比特币系统中,记录交易是系统工作的基础方式。在比特币区块链系统中,区块是记录交易的最基本容器。在比特币(BTC)中目前区块大小限制为1MB,(前几天刚刚诞生了一种新的虚拟货币,叫做比特币现金——BCC,这个区块大小限制目前是8MB)。由于区块的大小有限制,因此每个区块所能容纳的交易数量也是有一定限制的。目前比特币系统规定平均每10分钟产生一个区块,因此,矿工工作的方式实质上就是在10分钟内收集网上产生的所有交易,然后将交易填到一个区块里。这个区块大约
注意第一条,在任何区块里,第一条都是没有转出地址的,就是所谓的CoinBase(挖矿交易)。没有任何人付给矿工这笔钱,矿工只是理所应当的写上自己获得了12.5比特币。所有节点都认可矿工这样写,因此矿工就得到了挖矿收入。
 
不同的矿工在填写区块的时候,数据一定是不一样的,因为每个矿工的第一条肯定不一样,矿工只会把挖矿收入转入自己的地址。所以矿工Michael的CoinBase是“Michael获得了12.5比特币”,矿工Nancy的CoinBase是“Nancy获得了12.5比特币”。
 
每一个矿工都把自己收集到的交易和自己该获得的收入填好了,那么,到底谁的记录才会被大家认可呢?比特币就采用工作量证明机制,让矿工互相间竞争求解一个数学题,谁先解出来了,谁的区块就会被所有人认可。就好像开篇的故事讲的那个村子一样,每个矿工都在努力地推那个巨石,一旦石头把自己记录的那一页账目压住了,他就大喊一声,“我的工作量证明成功了,你们快来看!”全体矿工就都过来把那一页账目抄写一份,贴在自己账本的最后面,然后又开始新的记账过程。周而复始,生生不息,账本一页一页的增加,账本越来越厚。
 
“中本聪”决定采用工作量证明机制的时候,出发点是避免系统受到攻击。“中本聪”认为,如果一个攻击者想用搞乱账本的方式来进行攻击,那么他就需要足够的计算能力。也就是说,他要比大多数推石头的人的力量更大。
 
这样,他就需要付出巨大的成本,但是换回的收益并不足以抵消成本,因此攻击者是没有攻击比特币系统的经济学动力的。
 
比特币的挖矿机制,是一个精妙的「技术+经济」设计,已经广为人知,这里我们再略加讨论。
 
一,比特币的挖矿机制,是数字货币的发行机制。
 
比特币的挖矿,是比特币的货币发行过程。打包新区块,然后首先完成通常它所要求的加密哈希计算的矿工,获得这个新块的奖励。矿工获得的奖励,从最早的50个比特币,每四年减半,到25个比特币,再到现在的12.5个比特币。
 
比特币的机制设计,有点模拟现实世界中的「黄金」的生成机制:黄金在世界上的储量是固定的,而金矿的矿工,通过挖矿把新的黄金「释放」到人类社会。
 
二,比特币的挖矿机制,是比特币区块链的技术运行机制。
 
矿工所进行的工作,广义说,可以说包括三个部分,1、交易打包成新块,2、进行哈希加密计算,以及 作为全节点确认新块。狭义说只有2才是挖矿 ,所需要的计算量相比来说极小。
 
但不管怎样,这是一个整体。矿工做的事情本质上是,「运行」着比特币区块链这个网络。
 
三,比特币的挖矿机制,是用计算机的算力,取代过去需要人类组织来做的事。
 
这句话的关键词是「算力」,用分布式的算力来形成一条开始几十人、现在可能以千万计的人相信的比特币区块链网络。
 
这种分布式的算力,最早被称为「去中心化」。但沿着比特币算力集中度的演变看,其实是多中心化,现在在实际运转中,少数几大矿池掌握了主要的算力。今天比特币挖矿是高度中心化的。有人曾经说,严格意义上来讲,在进行比特币区块的打包区块链可能实际数量都小于21个。
 
由于矿工是凭借计算机的计算,也就是「工作」赢得打包新区块链、并获得奖励的权利的,这种分布式的共识证明因而也被称为「工作量证明」(POW)。
 
“工作量”,本意是加密哈希计算,也成为一个被概念泛化的词,这个之后有机会再讨论,但要特别强调一句,人类社会的机制其实是“meritocracy”(功绩制度,按成果获得回报)。
 
另外特别要提及的是,在比特币挖矿机制的设计中,有个关键的公式是难度值调整,不管全网算力如何变化,都两周调整一次难度值,确保一个区块的加密哈希计算时间约为十分钟。
 
我们又来看看当前基础公链老大和老二,EOS和ETH的「挖矿」
 
在主要的区块链项目中,最近因为「超级节点」而成为关注焦点的 EOS 为例,为讨论便利换了下顺序:
 
一,它的21个超级节点,所要承担的责任,正是运行这个区块链网络。
 
而谁可以成为超级节点,除了硬件设备条件之外,是有DPOS(权益委托证明)来选出的,这才有了所谓的竞选。
 
二,这些超级节点,因为运行了这个区块链网络,从而获得每年增发出来的 EOS 代币的奖励。
 
这个奖励的分配方式,不是像比特币是简单明确的几条、并写在代码中的,而是由所谓的仍在修改待定的“宪法”来决定的。
 
近期就发生了一次大的变化,超级节点能获得收益,从所有增发出来的5%降到了1%,而另外的4%放入一个基金,另做分配。
 
三,也即,EOS的机制开始从比特币的完全依赖代码(即Code is law),开始转向了由人确定规则与管理。
 
以太坊的挖矿更加简单直接一些,至今仍是与比特币相似的算力工作量证明(POW)机制,虽然曾提出要转向权益证明(POS),但至今并未推出。另外,由于它仍有一个创始人及基金会团队所管理,挖矿机制中增加了很多人的因素,比如它就有改变算法以对抗矿机、避免某些人在其生态中掌握过大比例算力的做法。
 
以太坊和EOS另有一个共同点,也就是它们都经历过代币众筹,而之后挖矿所挖出来的是每年增发的部分。
 
注:在设计Token经济系统时,是增发,分配增发出来的(这是Steemit等的做法),还是总量恒定,对代币进行分配(这是近期很多项目的设计),这是一个复杂的话题,这里只是顺带提及,稍后有机会再讨论。
 
总的来说,以太坊、EOS及一系列采用类似机制的做法的公链,「挖矿」是真实的,意在至少保证第一二两条:增发数字货币与运行区块链网络。
 
众多的伪「挖矿」
 
绝大多数“挖矿”这是因为,那些所谓的「挖矿」,既不是在一条链上增发数字货币,也不是运行区块链网络。
 
众多的所谓「挖矿」,其实不是过是按某种规则,把已经分配出来的数字货币,作为积分/奖励分配给相应的人。
 
目前在中国市场上,最受关注的所谓用户挖矿毫无疑问是迅雷相关的「链克」,但是,这不是比特币网络、以太坊网络区块链真正意义上的「挖矿」,而是利用人的无知与贪婪心理。在这个项目中,它的货币增发、运行区块链网络都是有中心化的公司在其中做的。
 
最后,放一张《区块链:技术驱动金融》中的图,直观地看看今天区块链真正的挖矿的进化,书中讨论说:
 
比特币挖矿经历了一个逐渐演化的过程:从CPU到GPU,再到FPGA,最终达到现在的ASIC。
而历史上的挖金矿则是从个人拿着盘子在沙里淘金,到一小群人用流沙槽来淘金,再到一群人用水冲刷金山来淘金,直到现代机械化露天挖矿。
 
比特币与黄金都从个人操作为主逐步演变为大公司专业运作。
 
其实,在区块链产业链条里面,链圈、币圈、矿圈早已经是分立的了,链圈的龙头是公链,币圈的龙头是交易所,矿圈的龙头是矿机公司与矿池。它们的分离会越来越明显。
 
也许在最早期,玩比特币的极客们可以用自己的普通电脑挖矿,但现在,没有一个用户的电脑、更不用说移动设备或物联网设备,可以真的挖矿。
 
BTC是在一个区块链技术支撑的分布式网络上运行的,要想获得更多的BTC,就需要更强大的算力,而且随着参与的人越来越多,对于算力的竞争要求也是越来越高。
 
事实上也是如此,BTC刚刚诞生的时候,中本聪本人就是使用个人电脑挖出了创世纪区块,最初的参与者纯粹是爱好,都是通过电脑的CPU来进行挖矿。
 
后来由于竞争的加剧,CPU的算力就不够了,于是就出现了用效率较高GPU图形处理芯片)的算力挖矿。硬件升级带来的就是挖矿算力指数的增长。
 
后来我们中国人直接就开发出了专业挖矿的矿机,从此CPU挖矿的时代就过去了。挖矿基本上就和普通人无缘了,开始属于专业机构+规模优势
 
中本聪人为通过“算法协议”强制规定:比特币发行速度在2009-2012年保持约10分钟产生50个,以后每4年减半一次,在2009-3013年约发行了10500万枚,按照4年减半的速度,最终将发行约2100万枚后饱和。这种算法协议是固定的,控制发行量,自然也就没有了乱发货币和通胀的问题了。
 
挖矿行业上下游
 
比特币产业链大致可以分为:挖矿硬件生产商、矿场运营商和比特币交易与消费三个上中下游环节。
 
矿机生产商:是自己采购芯片、电源等周边设施,商业模式其实就是电脑组装。
 
矿场运营商:一般是个人或公司,在土地和电力便宜、气候低的地区健厂房,购买矿机集中连上电力和网络后进行BTC挖矿。
 
BTC 消费和交易:矿场运营商将挖出的BTC通过线上的交易平台将BTC兑现
 
参与交易的有投机者(低买高卖获利)、收藏者(相信btc的未来,选择产时间的持有)、高风险交易者。
 
人类社会实体资产正向着虚拟资产进行资产转移,这是一个大的历史维度。在大机遇面前,看不见,看不懂,看见,来不及。这场财富运动,在于认知层面,敢参与,学习,行动的人,终将在这个阶段受益。
 
  我是阿猛先生,区块链早期投资人,中国周末商学院合伙人、衡链科技创始合伙人,文章对你有价值和启发,欢迎转发分享,让更多人受益。
 
有需要了解区块链挖矿系统的可以联系链新科技,链新科技针对区块链技术、数字货币、区块链交易系统、区块链支付系统开发、区块链钱包开发等等多年行业经验,服务于大小企业100多家。  
 
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