1.5 比特币的原理-为什么记账（挖矿）

1.5 比特币的原理-为什么记账（挖矿）

之前在将账户如何验证的时候，其实是把账户地址，交易信息进行hash打包的过程。这个过程是需要消耗计算机资源的，既然要消耗资源，那么节点为什么要参与记账呢。在比特币系统里面，完成记账的节点，他是可以获得一定数量的比特币奖励的，这个奖励其实也就是比特币的发行过程。

• 规则

由于记账是有奖励的，每一次记账，是先发行一定数量的比特币到记账的账户，当前的一次记账的奖励是12.5个比特币，这样的话，就会出现大家都会去争相记账，如果大家同时去记账的话，就会引起一个问题，就是出现记账不一致的情况，这样的话必须有一个规则来限制。

这个规则是这样的：

• 一段时间只能有一个节点记账成功 （这个时间会和第二点的密码学难道相互影响）
• 通过解决密码学难题（即工作量证明）竞争获得唯一记账权
• 其他的节点只是复制计算结果

由于在解决密码学难题的时候有一定的随机性，这个记账又可以获得奖励，因此大家形象的把记账的过程，形象的成为挖矿

• 工作量证明

之前在将账本记账的时候降到是把上一个hash值和这段时间的交易信息一起作为原始信息进行hash，如果只是这样的话，显然每个人都可以轻松的完成记账，而为了保证一段时间内，只有一个人能记账的话，就需要提高记账的难度。

比特币里是这样规定的，每次hash运算的hash值，必须满足一定的条件，即必须以n个0开头，为了满足这个条件，在计算hash的时候，就必须引入一个随机值变量（之前讲到hash函数任何一个微小的参数变化都会使得结果变化很大），因此在计算hash的时候，不断的去改变这个随机数的值，每次都可以得到一个全新的hash值，只要不停的尝试改变这个hash值，总能找到符合条件的结果

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现在的电脑通常要得到一个四个0开头的hash值，通常需要一两分钟的时间，由于现在参与挖矿的计算机非常多，算力很大，所以现在的挖矿难度，是以18个0开头，率先满足这个条件的节点，就可以获得唯一的记账权

• 交易的记录集

交易的记录集是这样得到的：

1. 首先会收集广播中还没有被记录账本的交易
2. 然后会进行交易的有效性验证（验证签名，余额是否足够）
3. 添加一笔给自己转账的交易（挖矿奖励）（添加一个给自己的地址转12.5（现在）的比特币，如果一个节点能够比其他的节点更快的人找到这个hash值，那么整个交易就会被打包成区块到区块链中，打包的节点就获得了这个奖励）

• 工作量分析

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以上是一个真实的区块hash的例子，hash值是一个16进制的数，每一每得到一个0位，他的概率是1/16，得到18个0，他的概率就是1618,这个概率是非常小的，所以难度实现相当大的。

现在已经没有单独的节点（旷工）来挖矿了，因为基本办不到，一般都是多个节点组成矿池一起挖，然后按照算力进行收益的分成。

在将一个和技术无关的话题，从经济角度来讲，只要挖矿还有收益，总会有新的旷工参与来加剧竞争，提高算力的难度，而挖矿就会消耗更多的算力和电力，而最终这个成本是接近收益的，这是一个经济学的角度 我们国家由于电力成本比较低，所以收益相对较高，所以中国的算力会占据整个节点的一半以上。

• 总结

因为记账是需要消耗资源的，因此比特币系统里面会奖励参与记账的人，同时又引入了工作量证明来引入记账冲突的问题