加密货币挖矿简介

挖矿是工作量证明（Proof of Work）区块链安全性的核心，通过计算具有特定属性的哈希值，参与者能够在没有中央权威机构的情况下确保加密货币网络的安全性。当比特币在2009年首次推出时，普通个人电脑就能参与挖矿竞争，尝试猜出下一个区块的有效哈希值。那时的挖矿难度较低，网络的哈希率也较低，因此无需专业硬件就能将新区块添加到区块链中。

随着计算能力的竞争加剧，能够每秒计算更多哈希值的计算机更有可能找到区块，这引发了挖矿生态系统中的一场军备竞赛。矿工们不断尝试各种硬件（如CPU、GPU、FPGA），最终选择了ASIC——专用集成电路。这些挖矿设备专为计算哈希而设计，性能极其出色，以至于使用其他类型的硬件进行比特币挖矿变得非常罕见。

什么是挖矿池？

即使你拥有多台高性能的ASIC设备，你在比特币挖矿大海中也只是一个小水滴。即使你花了很多钱在硬件和电力上，找到一个区块的机会仍然非常渺小。如果你追求稳定的收入，那么加入挖矿池会更有利。假设你和另外九个参与者各拥有网络总哈希率的0.1%，那么平均来说，你们每千个区块中能找到一个。以每天大约挖出144个区块计算，你们每周大约能找到一个区块。根据你的现金流和对硬件及电力的投资，这种“单干挖矿”的策略可能可行。

然而，如果这种收入不足以盈利呢？你可以与我们提到的其他九个参与者联合起来。如果你们的哈希率合起来占网络总哈希率的1%，那么你们平均每百个区块就能找到一个，相当于每天一到两个区块。然后，你们可以平分奖励，在所有参与的矿工之间分享。如今，挖矿池被广泛使用，因为它们为成员保证了更稳定的收入流。

挖矿池是如何运作的？

通常，一个挖矿池会设立一个协调员，负责组织矿工。他们会确保矿工使用不同的随机数（nonce）值，以避免浪费哈希能力尝试创建相同的区块。这些协调员还负责分割奖励并支付给参与者。有几种不同的方法来计算每个矿工的工作量并相应地奖励他们。

按份支付（PPS）挖矿池

一种较常见的支付方案是按份支付（PPS）。在这种系统中，你会为你提交的每个“份额”获得固定的金额。一个份额是用来跟踪每个矿工工作的哈希值。每个份额的支付金额虽然微小，但随着时间的推移会累积。请注意，份额并不是网络中的有效哈希值，而只是符合挖矿池设定的条件的哈希值。在PPS中，无论你的池是否解决了一个区块，你都会得到奖励。池运营商承担风险，因此他们可能会收取相当大的费用——要么从用户那里预先收取，要么从最终的区块奖励中扣除。

全额按份支付（FPPS）

FPPS模型使用PPS系统，但池参与者还可以分享交易费用。FPPS通过在最近一段时间内计算标准网络交易的平均值，并根据提交的份额进行分配来实现这一点。

按最后N个份额支付（PPLNS）挖矿池

另一种流行方案是按最后N个份额支付（PPLNS）。与PPS不同，PPLNS只有在池成功挖出一个区块时才会奖励矿工。当池找到一个区块时，它会检查最近提交的N个份额（N根据池的不同而变化）。要获得你的支付，它会将你提交的份额数除以N，然后将结果乘以区块奖励（减去运营商的份额）。

例如，如果当前区块奖励是12.5 BTC（假设没有交易费用），运营商的费用是20%，那么矿工可用的奖励是10 BTC。如果N是1,000,000，你提供了50,000个份额，你将获得可用奖励的5%（或0.5 BTC）。

你可以找到这两种方案的几种变体，但它们是最常听到的。请注意，虽然我们讨论的是比特币，但大多数流行的工作量证明加密货币也有挖矿池。一些例子包括Zcash、Monero、Grin和Ravencoin。

挖矿池是否对去中心化构成威胁？

读到这里，你可能会感到警钟响起。比特币之所以如此强大，不就是因为没有单一实体控制区块链吗？如果某人获得了大多数的哈希能力会发生什么？这些都是非常合理的问题。如果一个实体能够获得网络51%的哈希能力，他们可以发动51%攻击。这将允许他们审查交易并逆转旧交易。这种攻击可以对加密货币生态系统造成巨大损害。

挖矿池是否增加了51%攻击的风险？答案是：可能，但不太可能。理论上，前四个池可以勾结来劫持网络。但这没有多少意义。即使他们设法发动了攻击，比特币的价格可能会暴跌，因为他们的行为会破坏系统。结果，他们获得的任何币都将失去价值。此外，池并不一定拥有挖矿设备。实体将它们的机器指向协调员的服务器，但它们可以自由迁移到其他池。保持生态系统去中心化符合参与者和池运营商的最佳利益。毕竟，只有挖矿保持盈利，他们才能赚钱。

有几次池增长到可能被认为是令人担忧的大小。通常情况下，池（及其矿工）会采取措施减少哈希率。

结语

加密货币挖矿格局因首个挖矿池的引入而永远改变。对于希望获得更稳定支付的矿工来说，它们非常有益。有许多不同的方案可供选择，他们肯定能找到最适合自己需求的方案。在理想的世界中，比特币挖矿会更加去中心化。然而，目前它可以被称为“足够去中心化”。无论如何，从长远来看，没有人会从任何单一池获得大多数哈希率中受益。参与者可能会阻止这种情况发生——毕竟，比特币不是由矿工，而是由用户运行的。