科普園地10 | 以太坊挖礦是怎么回事？_以太坊

凡是涉及到幣，就一定離不開挖礦。以太坊網絡中，想要獲得以太坊，也要通過挖礦來實現。那么，說到挖礦，就一定離不開共識機制。比特幣的共識機制是PoW(工作量證明機制）。簡單來說，就是多勞多得，你付出的計算工作越高，你就越有可能第一個找到正確的哈希值，就越有可能得到比特幣獎勵。但是，比特幣的PoW存在著一定的缺陷，就是它處理交易的速度太慢，礦工們需要不斷地通過計算來碰撞哈希值，這是勞民傷財且效率低下的。以太坊為了彌補比特幣的不足，提出了新的共識機制，名叫PoS(這是英文的縮寫，意思是“權益證明”，也有翻譯成“股權證明”的）。PoS簡單來講，其實就跟它的字面意思一樣：權益、股權，你持有的幣越多相當于你的股權越多，你的權益越高。以太坊的PoS就是說：你持幣越多，你持有幣的時間越久，你的計算難度就會降低，挖礦會容易一些。說以太坊的共識機制是PoS，沒錯，但是，PoS只是以太坊發布之初的一個計劃或者說目標，目前以太坊采用的共識機制也是PoW，就是比特幣那個PoW。在以太坊最初的設定中，以太坊希望能夠通過階段性的升級，在前期依舊采用PoW來構建一個相對穩定的系統，之后逐漸采用PoW+PoS，最后完全過渡到PoS。這里涉及到兩個信息點：第一個信息點是，以太坊采用的PoW，但是并不是一模一樣的，是有差別的；第二個信息點是，以太坊最初的設定中，希望通過階段性升級來最終實現由PoW向PoS過渡的。下面的內容，我們來對這兩個信息點逐一說明一下。一、以太坊目前采用的共識機制也是PoW，它和比特幣的PoW到底有什么不同呢？簡單來說，就是以太坊挖礦難度可以調節，比特幣挖礦難度不能調節。這就好比我們高考，因為各個省份的教學情況、生源人數都不一樣，所以高考分為全國卷和各省自主命題。以太坊說：我贊成這樣分地區出題！但比特幣說：不行，必須全國同一卷，大家難度都一樣！比特幣是利用計算機算力做大量的哈希碰撞，列舉出各種可能性，來找到一個正確哈希值。而以太坊系統呢，它有一個特殊的公式用來計算之后的每個塊的難度。如果某個區塊比前一個區塊驗證的更快，以太坊協議就會增加區塊的難度。通過調整區塊難度，就可以調整驗證區塊所需的時間。以太坊協議規定，難度的動態調整方式是使全網創建新區塊的時間間隔為15秒，網絡用15秒時間創建區塊鏈，這樣一來，因為時間太快，系統的同步性就大大提升，惡意參與者很難在如此短的時間發動51%的算力去修改歷史數據。二、以太坊最初的設定中，希望通過階段性升級來最終實現由PoW向PoS過渡。時間追溯到2014年，以太坊發布之初，團隊宣布將項目的發布分為四個階段，即Froniter、Homestead、Metropolis和Serenity。前三個階段共識機制采用PoW，第四個階段切換到PoS。2015年7月30號，以太坊第一個階段“前沿”正式發布，這個階段只適用于開發者使用，開發人員可于在以太坊網絡上編寫智能合約和去中心化應用程序DAPP，礦工開始進入以太坊網絡維護網絡安全并挖礦得到以太幣。前沿版本類似于測試版，證明以太坊網絡到底是不是可靠的。2016年3月14日，以太坊進入到第二個階段“家園”，這一階段，以太坊提供了錢包功能，讓普通用戶也可以方便體驗和使用以太坊。其他方面沒有什么明顯的技術提升，只是表明以太坊網絡已經可以平穩運行。2017年9月，以太坊已經進行到第三個階段“大都會”。“大都會”由拜占庭和君士坦丁堡兩次升級組成，這個階段的的目標是希望能夠引入PoW和PoS的混合鏈模式，為PoW向PoS的順滑過渡做準備。最近比較熱門的“以太坊君士坦丁堡升級”就是為實現由PoW向PoS過渡奠定良好的基礎的。三、以太坊挖礦所得的獎勵怎么算？以太坊挖礦會得到對多少獎勵呢？贏得區塊創建競爭成功的礦工會得到這么幾項收入：1）靜態獎勵，5個以太坊；2）區塊內所花費的燃料成本，也就是Gas，這部分我們上一期內容講過;3）作為區塊組成部分，包含“叔區塊”的額外獎勵，每個叔區塊可以得到挖礦報酬的1/32作為獎勵，也就是5乘以1/32，等于0.15625個以太坊。這里我們簡單解釋一下“叔區塊”，“叔區塊”這個概念是以太坊提出來的，為什么要引進叔塊的概念？這還要從比特幣說起。在比特幣協議中，最長的鏈被認為是絕對的正確。如果一個塊不是最長鏈的一部分，那么它被稱為是“孤塊”。一個孤立的塊是一個塊，它也是合法的，但是可能發現的稍晚，或者是網絡傳輸稍慢，而沒有能成為最長的鏈的一部分。在比特幣中，孤塊沒有意義，隨后將被拋棄掉，發現這個孤塊的礦工也拿不到采礦相關的獎勵。但是，以太坊不認為孤塊是沒有價值的，以太坊系統也會給與發現孤塊的礦工回報。在以太坊中，孤塊被稱為“叔塊”(uncleblock)，它們可以為主鏈的安全作出貢獻。因為以太坊十幾秒的出塊間隔太快了，會降低安全性，通過鼓勵引用叔塊，使引用主鏈獲得更多的安全保證(因為孤塊本身也是合法的)，而且，支付報酬給叔塊，還能激發礦工積極挖礦，積極引用叔塊，所以，以太坊認為，它是有價值的。

歐科云鏈集團正式啟動區塊鏈科普行動“星途計劃”:歐科云鏈集團于4月26日，正式宣布啟動了區塊鏈科普行動——“星途計劃”，行動包括將在全國范圍展開系列沙龍，加大力度推進區塊鏈科普進機關、進國企、進校園等，聯合政府部門、行業協會等共同構建起更加完善和有效的區塊鏈科普教育生態，與此同時，直擊區塊鏈科普現存痛點，推出簡單易懂的“秒懂區塊鏈”公益短視頻課。

該計劃旨在全維度推動社會建立對產業更清晰的認知，與“鯤鵬計劃”一道助力數字經濟及區塊鏈產業本身健康發展夯實“人才”和“產業認知”兩大基礎。[2021/4/26 20:59:37]

聲音 | 上海股交所總經理：區塊鏈想要大規模發展要做好社會科普工作:金色財經報道，上海股交所總經理張云峰表示，區塊鏈當前還處于一個“概念”的階段，距離成熟應用，影響到百姓的日常生活還有很長的路要走。對于“區塊鏈”和其會帶來的社會和經濟效果，沈陽應當持審慎的態度。區塊鏈想要大規模發展，一方面要做好這項復雜技術的社會科普工作，加快社會大眾對區塊鏈的了解。另一方面，要充分發揮市場的作用，讓企業用實實在在的技術創新，賦能實體經濟的發展。[2019/11/17]

動態 | 區塊鏈技術入選科普雜志《科學美國人》2019十大突破性技術榜單:據新浪網今日新聞報道，美國科普雜志《科學美國人》公布 2019 十大突破性技術榜單。區塊鏈技術因在保障食品安全中的作用而上榜。 入選榜單具體原因：區塊鏈技術的發展應用將顯著改善食品污染源數據追蹤的困境。利用區塊鏈云端系統，食品制造商可以依次在計算機儲存各類過程的信息。[2019/9/29]

動態 | 浙江衛視節目科普支付寶區塊鏈防偽溯源產品:昨日，在浙江衛視播出的科普綜藝欄目《智造將來》現場，支付寶首次展示了支付寶區塊鏈防偽溯源產品，以接地氣的方式公開向大眾展示區塊鏈在生活中的應用。[2019/3/4]

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