和
比特币一样,
以太坊矿工在创建有效区块时需要求出一类数学难题的一个解,求解过程无章法可言,因此必须投入大量电力用计算机不断运算。
以太坊的工作量证明数学难题被称为 “Ethash”,它和比特币的 PoW 算法稍有不同。人们使用常见的硬件也可以参与 Ethash 挖矿。在比特币挖矿活动中,专用硬件(ASIC)十分常见,而以太坊的 Ethash 则在设计上削减了专用硬件的效率优势。
编者注:具体而言,在 PoW 系统中,当挖矿者把交易打包之后会形成一个结构化数据(“区块头”)(交易不同则这部分结构化数据自然不同),区块头中还有一些别的数据,比如创建区块时的时间戳、父区块的哈希值,等等。而区块合规则性的要求就是区块头的哈希值(作为一个数值)符合一定的要求(“难度要求”)(比如比特币协议的难度要求是哈希值开头的 “0” 达到一定数量)。但是,如上所言,确定数据的哈希值是确定的,没有什么能保证仅凭上述数据可以产生一个符合要求的哈希值,因此出块者要不断改动其中一个没有特殊意义的数据(“区块 nonce”),直至区块头的哈希值符合难度要求(否则即使传播出去了,其它节点也不会接受这个区块)。
前文多次出现的 “打包交易”,意思等同于 “选择一组交易作为区块的内容”,因为在同一时间可能有很多人希望发起交易,但
区块链系统为了安全,对区块大小作了限制(比如限制了区块的数据量大小或计算量总上限,见下文),因此挖矿者必须在自己接收到的待上链交易池(“pending tx” or “memory pool”)中选择部分交易组成一个区块,然后如上文所说形成结构化数据并开始挖矿。
在以太坊的路线图上,有一个叫 Casper 的协议计划,它一改耗电的工作量证明,摇身变为更节能的权益证明,会在以太坊未来的 “宁静(Serenity)” 版本中发布。
编者注:所谓权益证明(PoS),即是用参与者在一个资金池中的资金比重来确定 TA 的出块概率,参与者之间不再比拼谁先算出符合难度的哈希值,自然也就不需要投入大量电力来计算了。
自 2014 年来,以太坊核心开发团队就一直在研究权益证明共识机制。截至此时(2019 年 5 月),在以太坊主网上实现的权益证明方案 Casper 已基本敲定,有望于 2019 年末完成部署,翻开以太坊的全新篇章。
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