區塊鏈基礎知識(4)-共識機制和挖礦(誰來記賬)

共識機制

前面說過，比特幣網路相當於全球帳簿，每個節點都有相同的完整賬本，這也是比特幣安全機制的重要策略，它決定了發生過的交易記錄無法篡改。但記賬時如果各記各的，必然產生同步和混亂，所以只能由一人來記賬，然後同步給其它人就好。那麼由誰來負責記賬呢。
這需要引入一種新的概念，叫共識機制。比特幣採用工作量證明的共識機制決定記賬權，即誰證明了自己的工作量大，就由誰來記賬。工作量大小通過計算區塊頭的雜湊散列值，使它符合足夠難度目標來證明，誰最早達到達到，就由誰來記賬。因為這個過程（擷取記賬權）付出了大量運算成本，所以它將獲得比特幣獎勵（新創區塊的獎勵和該時間段的交易費）。 挖礦

上述競爭記賬權的過程稱為“挖礦”，所有參與了的節點稱為“礦工”。因為這個過程類似於貴金屬開採，所以形象地稱之為挖礦。挖礦的難度目標如圖所示：
雜湊值

一串長度為64個位元組的16進位數。 難度目標

前17個位元組都是0(資料來自2015年，大約需要做62的17次方運算)。 時間

每一次成功找到有效雜湊值的時間大概是10分鐘，比特幣網路會每兩周調整一次難度目標，以保證全網算力在10分鐘內能找到一個有效雜湊值。 挖礦過程

每一個10分鐘內，礦工不斷把收到的交易單（同時會做驗證）、自己獲得的獎勵、最新區塊的雜湊值合并在一起，計算新的雜湊值，看是否滿足難度目標，一旦滿足，就產生新區塊，同時廣播出去。
如果不滿足，且收到新的區塊，意味著該輪記賬權競爭失敗，則重設該過程，直到計算成功。
如果某一節點有任何的作弊，都會導致其它節點驗證不通過，將直接丟棄其產生的區塊，就無法記錄到總賬本中，作弊節點就白白耗費了運算力。因此在巨大的挖礦成本下，使礦工自覺自愿的遵守共識協議，也就確保了比特幣系統的可靠性。 總結

挖礦是比特幣的貨幣發行機制，它的目的不是獲得獎勵，而是通過這種方式調節礦工行為，實現了比特幣安全的最重要基石：去中心化的自動共識機制。