众所周知，圣经中的马太福音和路加福音都有这样一句话：“......哭泣与咬牙切齿”，以此来形容永恒的诅咒里等待罪人的是什么。

这属于对炼狱生动的描述。很奇怪，这句话似乎也适合形容众多加密货币背后一个关键知识：挖矿。

深吸一口气。回顾上节课，小号讲到比特币的网络运营中就涉及到挖矿这个概念。那么挖矿是什么，该怎么挖呢？

挖矿的目的

对于数字货币，挖矿需要通过矿工相互竞争来解决复杂的数学问题。这个数学难题就是找到一个使区块头哈希值小于难度目标的随机数Nonce。

矿工通常需要尝试数十亿甚至数万亿个不同的随机数，才能找到一个满足条件的取值。为了挖矿成功，参与的矿工通常需要付出大量的时间和算力。

为了进一步理解这个难题是什么，这里有几个和挖矿相关的概念需要了解一下：

随机数：只使用一次，在解决数学难题过程中，如果被使用一次后并不能解决该难题，就会尝试使用新的随机数，直到问题被解决。

难度目标：数学难题中区块头哈希值的阈值，这里的阈值指最大值。矿工只有在阈值范围内找到合适的随机数，才有机会获得当前区块的记账权以及区块奖励。当全网算力提升时，难度目标阈值会降低，难题的求解难度增加。

算力：指矿工每秒进行的哈希运算次数。

矿圈的组成

1.矿工

区块链的本质，是一个分布式的公共账本，是一个记账系统，每一个参与的点，都可以在上边记账。虽然每一个参与的点都有记账的权利，但是这个账到底怎么一个计法？谁来记？怎么记？那么挖矿的人，也就是矿工就是记账员，矿工主要工作就是把每笔交易记录，交易时间数据都记录在一个区块里面，通过他们的算力，获得奖励。

2.矿工为什么会做会计的活？

矿工其实就是和银行干着类似的事情——记账。

我们还是先讲一个我们生活中相似的案例来做类比。一家公司的会计和出纳每天都会收集员工的报销票据，然后整理填写成一本一本的账本，堆进公司的会计存储室。

类似的，在比特币世界里是这样的。

我们普遍用户使用比特币发起交易，一笔交易本质上就是一个大约200到500k左右数据。用户将交易广播到比特币网络，矿工节点就会收到交易。矿工会将他收到的交易都打包进一个叫区块的数据块，这个数据块目前平均大小是1M，一般能包含几百到几千笔交易。每新打包一个区块都会拼接到以前的区块，这样整个区块数据块就构成一条链，这就是区块链。

矿工就是干这事，收集用户发起的交易，然后打包成区块，然后拼接成区块链。

当然矿工还会对交易的合法性进行验证，谁发起欺诈性的交易是骗不了矿工的。但矿工的核心工作就是做会计。

3 挖矿的过程

一：矿工收集所有的未决交易；

二：矿工对交易进行验证；

三：矿工把验证过的交易捆绑成一个块；

四：矿工根据10分钟内验证过的交易记录，加上猜测的随机数N及其他信息，计算区块头的哈希值H（可参考2号速递）；

五：判断区块头哈希值是否小于难度目标G，如果符合要求，则成功解决难题，如果不符合，则重新尝试另外一个随机数，直到找到满足条件的随机数。第一个成功解决难题的矿工可得到相应的奖励。

4.矿机
随着挖矿竞争越来越激烈，大家发现GPU算力也跟不上了，于是就有了专门的矿机。矿机就是专门用来挖矿的电脑，搭载有专业的挖矿晶元，多采用烧显卡的方式工作。矿机有两个缺点：一是产生较大噪音——这也是为什么家庭挖矿不太可行；二是耗电量较大，高额电费很有可能把挖矿赚的钱抵消，或倒贴赔钱。

5.矿池

我前面讲过了，大家也看到了挖矿的算力一直在升级，个人挖矿已经不复存在，那么大家要做的就是集合起来，一起挖矿，然后平分利润，这就是所谓的矿池。矿池通过专门的协议，将多个矿工联合在一起，矿工们同步各自工作，分享挖矿任务，并根据各自的算力大小来分享奖励。

挖矿的意义

虽然挖矿可以获得奖励，但实质上这个奖励只能看作为激励。

这是因为，挖矿的主要目的并不是为了奖励或者产生新的比特币，挖矿本身是为了巩固去中心化的清算交易机制，这种机制实现了交易的验证和清算。

基于区块链作为支付技术的加密货币，不依赖中央机构发行，挖矿实现了去中心化的安全机制，这正是使得比特币与众不同的核心原因。