比特币挖矿的工作原理是什么？

挖矿比特币的原理

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比特币是一种数字货币，它的创造和交易都是通过计算机网络进行的。而挖矿则是指通过解决复杂的数学问题来验证并记录这些交易，并将其添加到区块链中。本文将介绍挖矿比特币的原理及其背后的技术。

首先，我们需要了解区块链。区块链可以被视为一个由多个“区块”组成的分布式数据库。每个区块包含一系列交易记录以及一个称为“哈希”的唯一标识符。每个新的区块都会引用前一个区块的哈希，形成一个链接，因此得名“区块链”。

在比特币网络中，有许多参与者（也称为节点）运行着专门设计用于处理和验证交易信息的软件程序。这些节点通过连接互联网建立起点对点网络，并使用共识算法来确保所有节点上保存着相同且正确的账本。

当用户发起一笔比特币交易时，该交易会被广播到整个网络中，并进入一个叫做“未确认交易池”的地方等待验证。然后，挖矿节点开始竞争性地尝试解决一个难题——即找到满足某种条件（例如哈希值小于某个目标值）的随机数。

这个难题实际上就是要求找到符合条件（哈希值小于目标值）但很难预测结果、只能靠不断尝试才能得出答案的随机数。“工作量证明”就体现在了这里：只有完成了这项工作（即找到满足条件随机数），才能获得记账权利和奖励。

当某个节点成功找到符合条件（哈希值小于目标值）并且有效地解决了问题之后，它会将其结果广播给整个网络。其他节点收到消息后会进行验证，并检查是否满足相关规则和约束条件。

如果大部分节点都达成共识认可该结果，则该节点获得记账权利，并把自己所解决问题过程及结果构建成新加入或更新既存持久化数据结构" 区块 " ，再次广播给全网所有人并接下来重新竞赛下一轮；同时还可以选择把自己获得记账权利产生出来额外奖励(新生成硬件货代号——" 比特金 " )转送给自己持有地址 。

此外，在每次成功创建新区快时, 除了奖励外, 节点还可以获取费用 ，通常是当前系统内所有正在等待执行但没有优先级高度需求任务、手续费总额;

手续费通常与发送金额大小、是否急迫、当前市场供需关系有关 。

那么为什么要设定这样复杂且耗电量较大系统呢？主要原因如下：

1. 防止欺骗：通过竞争性挖掘寻找最优解，在时间与资源限制内遵循协议规范执行；

2. 网络安全：由于参与者众多且去中心化管理使得攻击变得困难；

3. 去信任：无论谁创建或操作产生数据对象, 其他任何人员可在公开透明环境自行核验真伪 ;

虽然挖矿确实需要大量计算资源和电力消耗，但它也为维持整个系统提供了安全性和去信任性质保证。

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