以太坊:科普园地10 | 以太坊挖矿是怎么回事?

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。那么,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。以太坊为了弥补比特币的不足,提出了新的共识机制,名叫PoS(这是英文的缩写,意思是“权益证明”,也有翻译成“股权证明”的)。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,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。下面的内容,我们来对这两个信息点逐一说明一下。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。这就好比我们高考,因为各个省份的教学情况、生源人数都不一样,所以高考分为全国卷和各省自主命题。以太坊说:我赞成这样分地区出题!但比特币说:不行,必须全国同一卷,大家难度都一样!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%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、Homestead、Metropolis和Serenity。前三个阶段共识机制采用PoW,第四个阶段切换到PoS。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”就是为实现由PoW向PoS过渡奠定良好的基础的。三、以太坊挖矿所得的奖励怎么算?以太坊挖矿会得到对多少奖励呢?赢得区块创建竞争成功的矿工会得到这么几项收入:1)静态奖励,5个以太坊;2)区块内所花费的燃料成本,也就是Gas,这部分我们上一期内容讲过;3)作为区块组成部分,包含“叔区块”的额外奖励,每个叔区块可以得到挖矿报酬的1/32作为奖励,也就是5乘以1/32,等于0.15625个以太坊。这里我们简单解释一下“叔区块”,“叔区块”这个概念是以太坊提出来的,为什么要引进叔块的概念?这还要从比特币说起。在比特币协议中,最长的链被认为是绝对的正确。如果一个块不是最长链的一部分,那么它被称为是“孤块”。一个孤立的块是一个块,它也是合法的,但是可能发现的稍晚,或者是网络传输稍慢,而没有能成为最长的链的一部分。在比特币中,孤块没有意义,随后将被抛弃掉,发现这个孤块的矿工也拿不到采矿相关的奖励。但是,以太坊不认为孤块是没有价值的,以太坊系统也会给与发现孤块的矿工回报。在以太坊中,孤块被称为“叔块”(uncleblock),它们可以为主链的安全作出贡献。因为以太坊十几秒的出块间隔太快了,会降低安全性,通过鼓励引用叔块,使引用主链获得更多的安全保证(因为孤块本身也是合法的),而且,支付报酬给叔块,还能激发矿工积极挖矿,积极引用叔块,所以,以太坊认为,它是有价值的。

人民数字FINTECH推出区块链科普动画:人民日报数字传播发布微博称,人民数字FINTECH出品《趣味科普|区块链动画》。[2020/3/31]

声音 | 上海股交所总经理:区块链想要大规模发展要做好社会科普工作:金色财经报道,上海股交所总经理张云峰表示,区块链当前还处于一个“概念”的阶段,距离成熟应用,影响到百姓的日常生活还有很长的路要走。对于“区块链”和其会带来的社会和经济效果,沈阳应当持审慎的态度。区块链想要大规模发展,一方面要做好这项复杂技术的社会科普工作,加快社会大众对区块链的了解。另一方面,要充分发挥市场的作用,让企业用实实在在的技术创新,赋能实体经济的发展。[2019/11/17]

动态 | 央行官微旧文重发“再科普”:范一飞详解数字货币:据中国经济网消息,今日,央行官微公众号头条重新发布央行副行长范一飞在2018年1月25日题为《关于央行数字货币的几点考虑》的文章,对央行数字货币再次进行科普。同时,微信公众号第二条发布支付司副司长穆长春8月10日在第三届中国金融四十人伊春论坛上的演讲。近年来,各主要国家和地区央行及货币当局均在对发行央行数字货币开展研究,新加坡央行和瑞典央行等已经开始进行相关试验,人民银行也在组织进行积极探索和研究。[2019/8/21]

声音 | 火星人朋友圈科普RAM:火星人在朋友圈发文称,“什么是RAM?简单来说就是EOS这个国家的土地,所有的经济行为都离不开土地。只要EOS的BP们能投票形成一个稳定的供给预期,并且不改变目前的Bancor算法,那么RAM后续的价格有可能会像北上广深的房价走势。房价下跌不行,房价过快上涨也不行,EOS的生态越来越像某国了,真有意思。”[2018/7/6]

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