今天我們再來談一下挖礦。對于挖礦，有個很好的類比：
挖礦就像很多人一起來玩一個大型的數(shù)獨游戲，最先完成的那個人獲勝，一旦有人獲勝，游戲會重新開始，參與游戲的人數(shù)越多，游戲就越難，人數(shù)越少，游戲就越簡單，通過這種動態(tài)調整來確保每10分鐘開展一輪游戲。
比特幣的安全性從何而來
礦工在比特幣網(wǎng)絡中扮演兩個角色
- 他們?yōu)檎麄€p2p網(wǎng)絡提供了安全性的保證
- 他們產(chǎn)生新的比特幣
比特幣網(wǎng)絡中的算力非常巨大，所以礦工獲得勝利是一個隨機事件，同時這個隨機概率非常之小，這就讓想惡意篡改數(shù)據(jù)的人很難“下手”，第二個，勝利的礦工需要驗證每一筆交易，這就確保了每個人賬上的比特幣不會減少。有人可能會問，如果這個礦工自己篡改數(shù)據(jù)，然后再“謊報軍情”怎么辦？沒關系，他驗證完了，其他的節(jié)點還要再驗證一遍他的結果，給最終的結果再加一層保險。驗證涉及到的計算量也相當巨大。
所以比特幣中的信任建立在計算的行為之上。
礦工的工作非常“辛苦”，所以這個獲勝的礦工才會得到豐厚的獎勵，獎勵分兩部分，一是新產(chǎn)生的比特幣，二是每筆交易中的手續(xù)費，產(chǎn)生新幣的過程就像中央銀行在發(fā)行貨幣，結合安全性來考慮，
挖礦這種設計讓比特幣無需中央授權，卻仍然具備極高的安全性。
在讀書的過程中，我腦子里突然冒出了一個問題：都說是解決一個數(shù)學難題，但這個難題是誰出的呢？是不是出題的這個節(jié)點，也和大家一樣，對這個題一無所知呢？這個問題先放在這里，我想書的后面一定會給出解答。
挖礦的演變
不知道多少人真的動手挖過礦，上周末我在家里體驗了一番，作為一名“新礦工”，其實我還是有很多疑問的，因為真實的挖礦和理論上的挖礦有很大的差距，主要差距來源于現(xiàn)在挖礦不需要你擁有一個全節(jié)點了，你只需要下載一個提供算力的挖礦程序，填好你的地址，連接一個礦池就可以了，而看了前面文章的同學都知道，礦工是需要運行一個全節(jié)點的，這讓我很上腦經(jīng)，因為我不能一下算出是加入礦池收益高，還是自己做全節(jié)點收益高。
后面仔細想了下，礦池是有它存在的價值的，畢竟現(xiàn)在挖礦難度越來越高，而要想在其中勝出，就像是中彩票一樣困難，同時挖礦是要消耗成本的，所以為了能讓大家有一個穩(wěn)定的收入，礦池會把大家的算力收集起來，一旦礦池通過這些算力贏得勝利，最終的獎勵是根據(jù)每個人提供算力的比例平分的，即只要你的算力是穩(wěn)定的，你的收入就是穩(wěn)定的，當然礦池提供了這樣的服務，他理所當然要收取一定的手續(xù)費。由于這種模式的普及，我們甚至可以把比特幣網(wǎng)絡按照礦池來劃分，如下圖
書中說的挖礦是最初的情況，隨著時間的發(fā)展，挖礦行業(yè)也在不斷演進，比特幣挖礦方式最初是CPU挖礦，然后是高端顯卡（GPU）提供算力挖礦，接著就是現(xiàn)在的ASIC礦機（application-specific integrated circuits）
交易的確認
交易要寫到block中，也是需要勝利的礦工來完成，其實這個說法還不全面，因為對于整個網(wǎng)絡的全節(jié)點來說，除了勝利的礦工要創(chuàng)建這個新block，其他的礦工也要做同樣的事情，這樣才能保證每個節(jié)點的數(shù)據(jù)是一致的，所以真正的過程是，在數(shù)學題做出來之前，每個節(jié)點都維護了一個一致的臨時block，一旦有人獲勝，且他完成了驗證后，同時他的成果被其他人驗證后，臨時block會加入到正式blockchain中，然后大家會馬上展開下一個block的競爭。
在傳輸比特幣的過程中，我們經(jīng)常會看到一筆交易被確認n次的數(shù)字，這個確認數(shù)怎么理解，下面我們就來談一下這個話題，要理解確認數(shù)，就需要先引入兩個其他的概念
- 區(qū)塊深度（Block Depth）
- 區(qū)塊高度（Block Height）
先看一下這張圖：
區(qū)塊深度和區(qū)塊高度都是基于某一筆交易而言，我們先來看區(qū)塊高度，區(qū)塊高度很像計算機中數(shù)組的索引，索引從0開始計數(shù)，即第一個被創(chuàng)建的區(qū)塊——創(chuàng)世紀區(qū)塊（genesis block），所以，在創(chuàng)世紀區(qū)塊中的交易，它們的區(qū)塊高度為0。而在圖中，Alice的交易的區(qū)塊高度為277316，它是第277317個區(qū)塊。
一筆交易被寫入?yún)^(qū)塊后，它就被確認了1次，接著一個新的區(qū)塊被寫入，壓在了剛才那個區(qū)塊的上方，那么剛才那筆交易就被確認了2次，以此類推，某個交易的區(qū)塊之后的區(qū)塊數(shù)被稱為交易深度，用公式來表示，如下
確認次數(shù) = 區(qū)塊深度 + 1
那么上圖中Alice的交易被確認了3次。
你可能會問，交易確認次數(shù)有什么作用？因為每加入一個區(qū)塊，就等同于加入了一定的計算量，隨著block的增加，修改某一條交易的難度會呈指數(shù)級別的增長，一般來說，6個以上的確認就被視為不可能被改變的交易了。
總結
今天我們全面的描述了挖礦在比特幣中的地位，是不是比以前的認識更深了呢，但學的越多，卻發(fā)現(xiàn)還有更多細節(jié)需要去探索，不用急，這是遲早的事情，反正我們有耐心。
