以太坊挖矿科普:了解以太币挖矿的基本原理

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凡是涉及到币,就一定离不开挖矿。以太坊网络中,想要获得以太坊,也要通过挖矿来实现。

说到挖矿,就一定离不开共识机制。比特币的共识机制是PoW(工作量证明机制)。简单来说,就是多劳多得,你付出的计算工作越高,你就越有可能第一个找到正确的哈希值,就越有可能得到比特币奖励。

但是,比特币的PoW存在着一定的缺陷,就是它处理交易的速度太慢,矿工们需要不断地通过计算来碰撞哈希值,这是劳民伤财且效率低下的。

为了弥补比特币的不足,以太坊提出了新的共识机制,名叫PoS(权益证明)。PoS简单来讲,其实就跟它的字面意思一样:权益、股权,你持有的币越多相当于你的股权越多,你的权益越高。以太坊的PoS就是说:你持币越多,你持有币的时间越久,你的计算难度就会降低,挖矿会容易一些。

说以太坊的共识机制是PoS,没错,但是,PoS只是以太坊发布之初的一个计划或者说目标,目前以太坊采用的共识机制也是PoW,就是比特币那个PoW。

在以太坊最初的设定中,以太坊希望能够通过阶段性的升级,在前期依旧采用PoW来构建一个相对稳定的系统,之后逐渐采用PoW+PoS,最后完全过渡到PoS。

这里涉及到两个信息点:第一个信息点是,以太坊采用的PoW(就是比特币那个PoW),但是并不是一模一样的,是有差别的;第二个信息点是,以太坊最初的设定中,希望通过阶段性升级来最终实现由PoW向PoS过渡的。

一、以太坊目前采用的共识机制也是PoW,它和比特币的PoW到底有什么不同呢?简单来说,就是以太坊挖矿难度可以调节,比特币挖矿难度不能调节。比特币是利用计算机算力做大量的哈希碰撞,列举出各种可能性,来找到一个正确哈希值。而以太坊系统呢,它有一个特殊的公式用来计算之后的每个块的难度。如果某个区块比前一个区块验矿工证的更快,以太坊协议就会增加区块的难度。通过调整区块难度,就可以调整验证区块所需的时间。

以太坊协议规定,难度的动态调整方式是使全网创建新区块的时间间隔为15秒,网络用15秒时间创建区块链,这样一来,因为时间太快,系统的同步性就大大提升,恶意参与者很难在如此短的时间发动51%(也就是半数以上)的算力去修改历史数据。

二、以太坊最初的设定中,希望通过阶段性升级来最终实现由PoW向PoS过渡。时间追溯到2014年,以太坊发布之初,团队宣布将项目的发布分为四个阶段,即Froniter(前沿)、Homestead(家园)、Metropolis(大都会)和Serenity(宁静)。前三个阶段共识机制采用PoW(工作量证明机制),第四个阶段切换到PoS(权益证明机制)。

2015年7月30号,以太坊第一个阶段“前沿”正式发布,这个阶段只适用于开发者使用,开发人员可于在以太坊网络上编写智能合约和去中心化应用程序DAPP,矿工开始进入以太坊网络维护网络安全并挖矿得到以太币。前沿版本类似于测试版,证明以太坊网络到底是不是可靠的。

2016年3月14日,以太坊进入到第二个阶段“家园”,这一阶段,以太坊提供了钱包功能,让普通用户也可以方便体验和使用以太坊。其他方面没有什么明显的技术提升,只是表明以太坊网络已经可以平稳运行。

2017年9月,以太坊已经进行到第三个阶段“大都会”。“大都会”由拜占庭和君士坦丁堡两次升级组成,这个阶段的的目标是希望能够引入PoW和PoS的混合链模式,为PoW向PoS的顺滑过渡做准备。最近比较热门的“以太坊君士坦丁堡升级”

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