区块链简史（二）：一篇文章看懂比特币工作量证明和矿工存在意义

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上一文中我们简单地介绍了区块链的来源和发展历程，今天我们来聊几个词，“比特币”，“工作量证明”和“矿工”。在这里，我们引入比特币，为什么引入比特币，因为比特币可以说是目前区块链技术最成功的一个应用了。我们都知道“比特币”最近炒的很火，无论其是否是泡沫，我们都需要来了解比特币是如何产生的。

工作量证明

换一种方式来解释“工作量证明”这个词，就像一门很难的课程考试。想要答对所有的课程题目是需要花费精力和时间的，不过这门课程的所有试题都是选择题，这个时候如果我们不花费精力和时间去学习，也可以“算对”答案，并且验证答案是否正确是非常简单的一件事。假如这门课有100道选择题，每到选择题有4个选项，这个时候我们答案的组合就有4^100种组合。面对这么多种组合，我们是无法在短时间内将所有答案尝试出来。在比特币系统中，尝试答案的时间是有限的，只有10分钟，10分钟之后，会有新的题目来等待你回答。

这个时候你答对题就相当于你付出了努力（在比特币中算出了结果表示消耗了大量的计算资源，如CPU、硬盘和电力等），所以计算出这个过程就被我们称之为工作量证明。这个就是工作量证明过程，当然在比特币中找到这么一串编码解会奖励一定数额的比特币（目前为12.5个比特币）。可以简单的发现，如果一个人拥有5%的比特币，表示其拥有整个比特币网络5%的算力。

矿场

简单说完比特币系统中的“工作量证明”，接下来我们来解释一下什么是“矿工”。先说一下为什么会存在矿工，在资本的推动下，比特币的价格水涨船高，并且在比特币系统中，当“矿工”找出一串“正确答案”来解答比特币系统给出的问题的时候，会得到相应的比特币奖励。正是因为这个原因，导致众多极客和投资者蜂拥进入比特币市场进行挖矿。

既然“矿工”是寻求选择题答案集合的一个过程，那么会有一个疑问，如果超级计算机加入到寻求选择题答案的过程中，能否快速解决问题呢？其实不然，在比特币系统中，问题的难度是随着时间和挖矿数进行递增的。从下图中，我们可以看出，随着时间的推移，挖矿难度呈现出指数级上升（图片来自网络，侵权删除），并且在比特币系统中，最初奖励的比特币数为50个，每10分钟会产生一次奖励，且每产生21万个区块奖励的数量就会减少一半，直到比特币不能拆分的时候，比特币就算挖完了。

挖矿难度指数

上面说了这么多矿工的作用，其实不然发现矿工存在的意义，最主要的有三点：挖掘出新货币、维护支付系统的稳定和保障系统的安全。如果没有“矿工”参与挖矿，则不会有新的货币产生，并且系统整体算力较弱，入侵者很容易就占据全网51%的算力破坏整个支付网络（具体原因详见历史文章）。

好了，今天的区块链简史第二章就到这里，欢迎小伙伴点击关注，了解更多区块链技术，每晚更新区块链技术相关文章。因为小编能力有限，上述文章存在错误的，欢迎小伙伴在评论区指出，优秀的评论还可以获得懒区块赠送的小礼物。