戰俘與採礦之間有什麼關係？為什麼Bitcoin使用工作證明？

POW和採礦對於區塊鏈安全和權力下放至關重要，但是高能量使用引發了環境辯論。

2025/05/10 06:49

工作證明簡介（POW）和採礦

工作證明（POW）是區塊鍊網絡中用於驗證交易並將其添加到區塊鏈中的共識機制。採礦是網絡中的參與者（稱為礦工）競爭的過程，以解決複雜的數學問題以驗證交易並獲得獎勵。 POW與採礦之間的關係是包括Bitcoin在內的許多加密貨幣的運行基礎。

工作證明如何工作

在POW系統中，礦工競爭解決一個加密難題。第一個解決難題的礦工有權在區塊鏈上添加新的交易塊，並獲得新鑄造的加密貨幣和交易費用的獎勵。定期調整難題的難度，以確保以一致的速度添加塊，而與網絡的總計算能力無關。

加密拼圖涉及找到符合某些標準的哈希，通常從一定數量的零開始。這個過程需要大量的計算能力，使其能源密集但安全地抵抗攻擊。

採礦在戰俘中的作用

採礦是POW共識機制的實際應用。礦工使用專門的硬件，例如ASIC（特定於應用程序的集成電路），以高速進行必要的計算。該過程涉及：

• 從網絡內存池收集交易。
• 驗證這些交易的有效性。
• 將它們分為一個塊。
• 解決加密拼圖以找到有效的哈希塊。
• 將塊添加到區塊鏈中並將其廣播到網絡。

礦工被激勵參加參加，因為他們獲得了努力的獎勵，這有助於維持區塊鏈的安全性和完整性。

為什麼Bitcoin使用工作證明

Bitcoin是第一個也是最著名的加密貨幣，出於多種原因使用POW：

• 安全性：POW使任何單個實體都難以控製網絡。為了發動51％的攻擊，攻擊者將需要控製網絡的一半以上計算能力，這是昂貴且能源密集的。

• 權力下放：POW允許擁有必要硬件的任何人參與採礦過程，促進沒有單個實體可以控制的分散網絡。

• 公平：POW系統確保解決難題和賺取獎勵的可能性與計算能力的貢獻成正比，使其成為公平的系統。

• 激勵結構：獎勵系統鼓勵礦工繼續驗證交易，以確保網絡的持續運營和安全性。

能源消耗辯論

對POW和採礦的最重要的批評之一是高能消費。解決加密難題的過程需要實質性的計算能力，從而導致大量的用電使用。這導致了關於Bitcoin等加密貨幣對環境影響的辯論。

但是，支持者認為，能源消耗是POW提供的安全性和權力下放的必要權衡。此外，還在努力將可再生能源用於採礦業務，這可能會減輕某些環境問題。

採礦經濟學

採礦的經濟學很複雜，受幾個因素的影響，包括：

• 區塊獎勵：授予礦工的加密貨幣數量，後者成功地為區塊鏈增加了一個區塊。對於Bitcoin，此獎勵大約每四年一半，這一過程被稱為一半。

• 交易費用：礦工還從礦場中包括的交易中賺取費用。隨著時間的流逝，塊獎勵會減少，交易費成為礦工收入的更重要的一部分。

• 採礦難度：加密難題的難度可以調整以保持一致的塊時間。隨著越來越多的礦工加入網絡，難度增加，反之亦然。

• 硬件成本：採礦硬件（例如ASIC）的成本以及運行它們所需的電力是礦工盈利能力的重要因素。

POW對加密貨幣價值的影響

POW和採礦過程的使用可以以多種方式影響加密貨幣的價值：

• 安全和信任：安全和分散的網絡增加了對加密貨幣的信任，可能會增加其價值。

• 供求：Bitcoin的固定供應與塊獎勵的減半相結合，會產生通縮效應，如果需求保持恆定或增加，可以提高價值。

• 網絡效果：隨著越來越多的礦工加入網絡，安全性和權力下放化的增加，這可以吸引更多的用戶和投資者，從而進一步提高價值。

常見問題

問：誰能成為礦工？

答：是的，任何具有必要硬件和電力訪問權限的人都可以成為礦工。但是，採礦的盈利能力取決於因素，例如電力成本，採礦硬件的效率以及網絡當前的難度。

問：如果兩個礦工同時解決難題，會發生什麼？

答：如果有領帶，網絡將暫時接受兩個塊，從而創建一個臨時叉。然後，礦工將繼續建立在收到的街區上。最終，一條鏈將比另一個鍊子更長，而較短的鏈條將被放棄，從而解決了叉子。

問：減半對礦工有何影響？

答：減半將塊獎勵減少了一半，這可能會影響礦工的盈利能力。礦工可能需要更多地依靠交易費用或升級其硬件才能保持盈利。如果某些礦工變得無利可圖，可能會退出該網絡，這可能會影響整體哈希速率和採礦難度。

問：有其他POW的替代方法嗎？

答：是的，有其他共識機制，例如股權證明（POS），不需要相同水平的計算能力和能耗。一些加密貨幣（例如以太坊）正在從POW過渡到POS，以解決能源消耗問題。