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UCK区块链微课堂—简析挖矿及矿业的发展 门槛或成最大阻力

区块链挖矿的流程及整个矿业的发展。

前  言

      在上篇文章中,UCK为大家讲解了挖矿的整个流程的梗概,今天为大家讲解一下挖矿的流程及整个矿业的发展。

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区块广播——完成挖矿的最后一个环节

       在用户挖出区块后,就会进行网络广播,传递给相邻的节点,节点接收到新的区块后会进行全方位的验证,如区块数据格式是否正确、区块前端的哈希值是否小于目标难度、区块时间戳是否在规定范围内、区块中第一个交易(且只有第一个)是否为coinbase交易、区块中的交易事务是否有效等。

       在检测完成后,节点就会将新的区块数据纳入到自己的区块链账本中。如果是挖矿节点接收到该信息,就会立即停止当前的挖矿计算,转而进行下一区块的竞争。

      假如在同一时间内,多名用户均计算出符合条件的值,均拥有了打包权(记账权),只有最终传播最广、处于最长链中的区块将被保留,至于谁的区块会被保留下来,只能看概率了。

       这其中还隐含着FLP原理,先看下定义:

       在网络无问题,存在节点失效(即使只有一个)的最小化异步模型系统中,不存在可以解决一致性问题的确定性算法。

       举例来讲:

      三个人在不同房间内投票,虽然三个人彼此之间都可以通电话沟通,但是会有人时不时地睡着。比如,A投票0,B投票1,C收到了后睡着了(类比节点失效了),则A和B永远无法在有限时间内和C共同获得最终结果。这就是挖矿的作用,除了发行新的比特币外,还要维持网络共识,让每个节点对区块链的数据保持最终的一致性。

挖矿方式——算力才是第一生产力

      以上便是比特币挖矿的全过程解析,接下来给大家讲解挖矿的方式。

      挖矿算法在执行过程中,为了抢夺区块打包权,必须用更快的时间算出那个符合难度目标的值,用户们不断升级算力,难度也会就越来越高。

      挖矿程序本身虽然具备一些门槛,但整个挖矿的过程其实更加依赖计算机的算力资源,因此,挖矿方式的进化方向,从始至终都以如何获取更高算力为重心。

      先从硬件类型来将,初期,参与挖矿的用户少,难度值低,只需要普通的个人电脑就能进行挖矿,这个阶段的硬件设施主要是普通的CPU挖矿。

      随着更多用户的涌入,难度逐渐上升,普通的CPU算力效率已明显下滑,于是出现了GPU挖矿。用显卡来进行挖矿计算,GPU对于SHA256的计算性能更高。曾有一段时间,市面上的显卡销量猛增,就是被买去搭建显卡矿池的。

      2017年上半年,另外一种数字加密货币以太坊价格暴涨,市面上甚至还出现了“一卡难求”的现象,显卡尤其是高端显卡的GPU计算在一些挖矿算法上的性能表现确实不俗,然而,对于算力的追求是永无止境的,随后又出现了配置FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)和ASIC(Application Specific Integrated Circuit,特定应用集成电路)的挖矿设备。这两类是属于集成电路的设备,尤其是ASIC,是目前顶级性能的矿机,专为挖矿而设计。

      最后为大家简单的讲解一下挖矿节点的类型。

       最简单的挖矿节点类型是solo挖矿,也就是个体用户挖矿,用户自己购买挖矿设备后挖矿,随着挖矿的难度不断提升,个体用户的机会也越来越渺茫。

       现在搭建矿池才是主流的挖矿节点类型,矿池通过挖矿协议协调众多的用户,用户联合起来,每个人都贡献自己的算力,形成一个整体,极大的增强整个挖矿节点网络的算力,个人用户也可以加入矿池,用自己的挖矿设备与矿池服务器相连接,这样就可以跟其他用户共同完成挖矿任务,之后分享奖励。

入门既劝退——挖矿门槛或成最大阻碍

      在这两篇文章内,UCK以比特币作为案例,给大家详细的解答了“什么是挖矿”,但我相信,即便是看了如此细致的解答,仍有不少用户觉得云里雾里,事实上这就是整个矿业、乃至整个区块链的痛点。

1. 知识储备门槛

      从第一篇文章内我们不难看出,想要入门数字货币,绝对不是简单的了解编程、硬件知识那么简单,无论是难度值的计算还是挖矿过程中的计算,其中涉及了大量的运算公式,虽然运算的部分我们都交给了计算机或者专业的矿机,但对于刚入门用户而言,真正实际操作时仍会遇到大量的专业性问题,如专业术语解读、公式计算原理、程序优化、操作等。

      我相信任何一个打算涉足新领域的商业精英都不会打无准备之仗,可数字货币这场硬仗需要的战前准备实在是杂乱且繁重。

2. 资金投入门槛

     在本篇的挖矿介绍环节,我们可以详细的了解整个挖矿技术简化的发展史。

不难看出,算力决定了用户获取利益的效率,而矿机的优劣、数量则决定了算力的大小。

本篇文章已经为大家讲解过,ASIC矿机是目前性能最顶级的矿机,我们为大家列举五款ASIC矿机的价格,作为数据参考。

      五款矿机的价格、性能如下:

1) Antminer S9

——超节能挖矿硬件。

——成本2320美元,电源功率1375瓦,Hash计算力13.5TH/s,日利润0.00179041 BTC。

——制造商很有名望,设备很节能,预订一台很困难,价格高。

2)Antminer S7

——购买可能是精明的投资,但是要小心对待。

——成本各有不同,电源功率1293瓦,Hash计算力4.73TH/s,日利润0.00061590 BTC。

——Antminer S7没有S9贵,可以更快收回投资。

3)AvalonMiner 761

——备受称赞,相对便宜。

——成本1860美元,电源功率1320瓦;Hash算力8.8TH/s,日利润0.00114587 BTC

——与Antminer相比,前期成本低一些,制造商很有名,线上支持力度不够。

4) WhatsMiner M3

——不错的替代型挖矿机,保修服务不错。

——成本1899美元,电源功率2000瓦,Hash算力12.5TH/s,日利润0.00162765 BTC。

——提供180天保修服务,价格中包含了PSU,现在缺货。

5)AvalonMiner 821

——与AvalonMiner 761相比更强大,但是有值得注意的地方。

——成本2540美元,电源功率1200瓦,Hash计算力11TH/s,日利润0.00143233 BTC。

——与761相比Hash算力更高,能耗效率与Antminer S9差不多,现在只能批量采购。

       不难看出,一台ASIC矿机的价格昂贵,而且我们也在挖矿环节为大家讲解过,即便是购买了ASIC矿机,在数量不足时,想通过solo挖矿来获取利益几乎是不可能的事情,对于入门用户来讲,初期的资金投入巨大,可获是否能够获取稳定收入,却是一个未知数,这也整个矿业发展的另一大痛点。

后  记:

      任何新事物的初始阶段往往都是复杂的,世界上第一台计算机名叫“ENIAC”,诞生于1946年2月14日。

       那时的计算机跟现在的计算简直天差地别。ENIAC的制造消耗了18000个电子管,它的占地面积为150平方米,重达30吨,耗电功率约150千瓦,可每秒钟却只能进行5000次运算。如今,由中国制造的巨型计算机——国防科大研制的天河二号超级计算机系统,以峰值计算速度每秒5.49亿亿次,我们不禁赞叹科技发展之迅速,在赞叹之余,却也能看出互联网普及的原因。

       互联网的普及抛开科技层面的原因,随着几大主流系统被推出、优化,极大的简化了操作流程,而硬件的优化则降低了购买成本。我们很难人手一台“ENIAC”计算机,先不说18000个电子管的费用,光是为它寻找一个储存空间,就是一笔不菲的开销。

       区块链想要全民普及,也必须解决这两大难题——投入成本足够低廉、入门门槛足够简单,这将是区块链未来的发展趋势。

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