区块链基础知识(4)-共识机制和挖矿(谁来记账)

浅浅的花香味﹌ 2022-06-01 14:17 620阅读 0赞

## 共识机制 ##

前面说过，比特币网络相当于全球帐簿，每个节点都有相同的完整账本，这也是比特币安全机制的重要策略，它决定了发生过的交易记录无法篡改。但记账时如果各记各的，必然产生同步和混乱，所以只能由一人来记账，然后同步给其它人就好。那么由谁来负责记账呢？  
这需要引入一种新的概念，叫共识机制。比特币采用工作量证明的共识机制决定记账权，即谁证明了自己的工作量大，就由谁来记账。工作量大小通过计算区块头的哈希散列值，使它符合足够难度目标来证明，谁最早达到达到，就由谁来记账。因为这个过程（获取记账权）付出了大量运算成本，所以它将获得比特币奖励（新创区块的奖励和该时间段的交易费）。

## 挖矿 ##

上述竞争记账权的过程称为“挖矿”，所有参与了的节点称为“矿工”。因为这个过程类似于贵金属开采，所以形象地称之为挖矿。挖矿的难度目标如图所示：  
![E5_B7_A5_E4_BD_9C_E9_87_8F_E8_AF_81_E6_98_8E.png][]

#### 哈希值 ####

一串长度为64个字节的16进制数。

#### 难度目标 ####

前17个字节都是0(数据来自2015年，大约需要做62的17次方运算)。

#### 时间 ####

每一次成功找到有效哈希值的时间大概是10分钟，比特币网络会每两周调整一次难度目标，以保证全网算力在10分钟内能找到一个有效的哈希值。

### 挖矿过程 ###

每一个10分钟内，矿工不断把收到的交易单（同时会做验证）、自己获得的奖励、最新区块的哈希值合并在一起，计算新的哈希值，看是否满足难度目标，一旦满足，就产生新区块，同时广播出去。  
如果不满足，且收到新的区块，意味着该轮记账权竞争失败，则重置该过程，直到计算成功。  
如果某一节点有任何的作弊，都会导致其它节点验证不通过，将直接丢弃其生成的区块，就无法记录到总账本中，作弊节点就白白耗费了运算力。因此在巨大的挖矿成本下，使矿工自觉自愿的遵守共识协议，也就确保了比特币系统的可靠性。

## 总结 ##

挖矿是比特币的货币发行机制，它的目的不是获得奖励，而是通过这种方式调节矿工行为，实现了比特币安全的最重要基石：**去中心化的自动共识机制**。

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