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什么是加密货币挖矿？

加密货币挖矿确保了基于工作量证明 (PoW) 共识机制的比特币等加密货币的安全性和去中心化。挖矿是验证用户之间的交易并新增至区块链公共帐本的过程。

挖矿在加密货币领域是一个关键的概念。这个过程涉及著解决数学问题，以验证交易并在区块链上新增交易记录。挖矿的主要目的是确保交易的安全性和可靠性，同时创建新的货币单位。通过解决复杂的数学难题，挖矿者能够验证交易，并将其添加到区块链的分散式记录中。

挖矿作业还负责将新代币引入现有流通量。但是，加密货币挖矿遵循一组写死程式码规则，该规则管理挖矿过程并防止任何人任意创建新代币。这些规则内建在加密货币协定基础中，并由包含数千个节点的完整网路执行。

加密货币挖矿如何运作？

进行新的区块链交易时，交易会发送到称为「内存池」的矿池。矿工的工作是验证待处理交易的有效性，并将交易组织成区块。

您可以将一个区块看成是区块链帐本上的一页，其中记录了一些交易 (与其他资料一起)。更具体地说，挖矿节点负责从内存池中收集未确认的交易，并将其组建成一个候选区块。

在此之后，矿工会尝试将候选区块转换为有效、已确认的区块。要做到这一点，矿工需使用大量的计算资源来解决复杂的数学难题。但是，每成功开采一个区块，矿工都会收到新铸加密货币和交易手续费组成的区块奖励。让我们来看看它的运作方式：

步骤 1 ：杂凑交易

挖矿区块的第一步是从内存池中获取待处理的交易，并透过杂凑功能将其逐一提交。每次透过杂凑功能提交一段资料时，将有一个固定大小的输出，称为杂凑。

在挖矿中，每个交易的杂凑由一串数字和字母作为识别码组成。交易杂凑代表交易内包含的所有资讯。

除了处理杂凑和单独列出每笔交易外，矿工还会新增一笔自订交易用以发送自己的区块奖励。这笔交易称为「币基交易」，它能建立全新的代币。大多数情况下，币基交易是新区块中第一笔交易记录，随后是所有待验证的交易。

步骤 2 ：建立杂凑树

在对每一笔交易进行杂凑处理后，随后便会将杂凑组织成杂凑树，又称为 Merkle tree。杂凑树透过将交易杂凑成对，然后再进行杂凑处理来形成。

然后，新的杂凑输出组织成交易对，再进行杂凑处理，不断重复此一过程，直至建立单个杂凑。最后一个杂凑也称为根杂凑 (或 Merkle root)，基本上是表示用于生成它的所有先前杂凑。

步骤 3 ：找一个有效的区块头 (区块杂凑)

区块头作为每个单独区块的识别码，表示每个区块都有一个唯一的杂凑。建立新区块时，矿工会将之前区块的杂凑与候选区块的根杂凑相结合，生成一个新的区块杂凑。他们还需要新增一个名为随机数 (nounce) 的任意数字。

因此，当尝试验证他们的候选区块时，矿工需要结合根杂凑、之前的区块杂凑以及随机数 (nonce)，并透过杂凑功能全部提交。他们的目标是重复该步骤直到建立有效的杂凑。

根杂凑和之前区块的杂凑不能变更，因此矿工需要多次变更随机数值，直至找到有效的杂凑。为了被认为有效，输出 (区块杂凑) 必须小于由协定确立的特定目标值。在比特币挖矿中，区块杂凑必须以一定数量的零开头。—此称为挖矿难度。

步骤 4 ：推播挖矿的区块

正如我们刚才所看到的，矿工需要使用不同的随机数值一遍遍杂凑区块头。他们会重复此一工作，直至找到有效的区块杂凑。发现杂凑的矿工随后会将其推播至在网路上的区块。所有其他节点将检查区块及杂凑是否有效，如果有效，则将新区块新增至区块链副本。

此时，候选区块变成了已确认区块，所有矿工将继续进行下一个区块挖矿。所有不能及时找到有效杂凑的矿工将丢弃候选区块，挖矿竞赛重新开始。

区块奖励的加密货币金额因不同的区块链而异。例如，在比特币区块链上，矿工可获得 6.25 BTC 的区块奖励 (截至 2023 年 3月)。由于比特币减半机制，BTC 每 210,000 个区块 (大约每四年) 的区块奖励金额会减少一半。

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