什么是以太坊挖矿？

任何涉及硬币的事情都必须与挖矿密不可分。在以太坊网络中，如果你想获得以太坊，你也必须挖掘它。那么，说到挖矿，必然离不开共识机制。

比特币的共识机制是 PoW（工作量证明）。简单地说，你工作越多，得到的越多，你投入的计算工作越多，你就越有可能成为第一个找到正确哈希的人，你就越有可能获得比特币奖励。

但是，比特币的 PoW 存在一定的缺陷，就是处理交易太慢，矿工需要通过计算不断碰撞哈希值，劳动强度大，效率低。

为了弥补比特币的不足，以太坊提出了一种新的共识机制，叫做PoS（这是英文缩写，意思是“Proof of Equity”，也翻译成“Proof of Equity”）。

简单来说，PoS其实和它的字面意思是一样的：权益，权益，你持有的币越多，你拥有的权益就越多，你的权益就越高。以太坊的PoS意味着：持有的币越多，持有的时间越长，计算难度越低，越容易挖矿。

诚然，以太坊的共识机制是 PoS。但是，PoS 只是以太坊发布之初的一个计划或目标。以太坊采用的共识机制也是PoW，也就是比特币的PoW。

在以太坊的初始设定中，以太坊希望通过早期采用PoW，逐步采用PoW+PoS，最终完全过渡到PoS，来构建一个相对稳定的系统。

这里涉及到两点信息：

第一点信息是以太坊采用的PoW（即比特币的PoW）并不完全相同，存在差异；

第二点信息是，在以太坊的初始设定中，希望通过阶段性的升级最终实现从 PoW 到 PoS 的过渡。

下面，我们将一一解释这两个信息点。

一、以太坊目前采用的共识机制也是PoW。它和比特币的 PoW 有什么区别？

简单来说，挖以太坊的难度是可以调整的，但是挖比特币的难度是不能调整的。这就像我们的高考。由于不同省份的教学情况和学生人数不同，高考分为全国试卷和各省独立命题。以太坊说：我赞成这种分题！但是比特币却说：不行，全国都要同卷，每个人的难度都一样！

比特币利用计算机计算能力进行大量的哈希冲突，枚举各种可能性以找到正确的哈希值。至于以太坊系统，它有一个特殊的公式来计算每个后续区块的难度。如果一个区块的验证速度比前一个区块快，则以太坊协议会增加该区块的难度。通过调整区块难度以太坊挖矿，您可以调整验证区块所需的时间。

以太坊协议规定难度的动态调整方法是让全网创建新区块的时间间隔为15秒，网络创建区块链需要15秒。这样，由于时间太快，系统的同步性大大提高，恶意行为者很难在这么短的时间内动用51%（也就是一半以上）的算力修改历史数据时间。

二、在以太坊的初始设定中，希望通过阶段性升级最终实现从 PoW 到 PoS 的过渡。

早在 2014 年，以太坊发布之初，团队就宣布该项目的发布将分为四个阶段，分别是 Frontier（前沿）、Homestead（家园）、Metropolis（大都会）和 Serenity（宁静）。前三个阶段的共识机制采用PoW（Proof of Work），第四阶段切换到PoS（Proof of Stake）。

2015年7月30日，以太坊“Frontier”一期正式发布。此阶段仅适用于开发人员。开发者可以在以太坊网络上编写智能合约和去中心化应用DAPP，矿工启动进入以太坊网络维护网络安全，挖矿获得以太币。最前沿的版本类似于测试版，证明了以太坊网络是否可靠。

2016 年 3 月 14 日，以太坊进入“家”的第二阶段。现阶段，以太坊提供了钱包功能，让普通用户可以轻松体验和使用以太坊。其他方面没有明显的技术提升，只是说明以太坊网络可以流畅运行。

2017年9月，以太坊已经进展到第三阶段“大都会”。《大都会》由拜占庭和君士坦丁堡两个升级版组成。这一阶段的目标是引入 PoW 和 PoS 的混合链模型，为从 PoW 到 PoS 的平滑过渡做准备。最近流行的“以太坊君士坦丁堡升级”为PoW向PoS的过渡奠定了良好的基础。

三、以太坊挖矿的奖励是如何计算的？

以太坊挖矿将获得多少奖励？成功赢得出块比赛的矿工将获得以下收益：

1）静态奖励，5以太坊；

2）区块所消耗的gas成本，也就是上一期讲的Gas；

3）作为区块组件，包含“叔块”的额外奖励。每个叔块可以获得1/32的挖矿奖励作为奖励，也就是1/32的5倍，等于0.15625 ETH。

这里我们简单解释一下“叔块”的概念。“叔块”的概念是由以太坊提出的。为什么要引入叔块的概念？这也从比特币开始。

在比特币协议中，最长的链被认为是绝对正确的。如果一个块不是最长链的一部分，则称其为“孤块”。孤立块也是合法的块，但可能稍后才被发现，或者网络传输速度较慢，无法成为最长链的一部分。在比特币中，孤块是没有意义的，以后会被丢弃以太坊挖矿，找到孤块的矿工将不会获得与挖矿相关的奖励。

但是，以太坊并不认为孤块一文不值，以太坊系统也会奖励发现孤块的矿工。在以太坊中，孤块被称为“叔块”，它们可以为主链的安全做出贡献。因为以太坊十多秒的出块间隔太快了，会降低安全性。通过鼓励参考叔块，参考主链可以获得更多的安全保障（因为孤块本身也是合法的），并且支付给叔块的报酬也可以激励矿工积极挖矿，积极报价叔块，所以以太坊认为它是有价值的。