一文详解以太坊矿机及挖矿原理：从Ethash算法到矿机工作原理

以太坊是一个开源的公共区块链平台，具备智能合约功能。它依靠 ETH 来提供去中心化的应用场景。以太坊的挖矿机制很神秘，也很有吸引力，其中蕴含着各种有趣的事物，同时也存在着许多让人困惑的地方。

以太坊的基本概念

以太坊在公共区块链平台里较为突出。2013 年末由俄罗斯程序员 Vitalik Buterin 提出概念。他随后着手创建。它具备这样的能力，能让运行在区块链上的程序免受各种人为或恶意的干扰。一些基于以太坊的分布式应用，可以精准地依据预定逻辑执行。这些应用在世界很多地方被应用于金融、物流等对数据安全需求高的领域。从全球范围来讲，众多科技人才投身到以太坊相关的研发和应用当中。这充分体现了它的影响力。

它的特点是去中心化，这使得没有任何一个单一的实体可以对它实施控制。就像以太网那样，每个节点只承担一部分功能，接着大家彼此协作，以此构建出了一个庞大且稳固的网络体系。

加密算法特色

以太坊的加密算法具有其独特之处。大家都知道，比特币和以太坊在挖矿设备以及算力规模方面存在很大的差别，这是由于加密算法不同导致的。以太坊的加密算法具备“抗 ASIC 性”。这一特性意味着它不是那么轻易就能被专用集成电路（ASIC）挖矿设备所掌控的。在实际的挖矿情况中，一些大型的 ASIC 矿场，对比特币挖矿有着很强的掌控力，但是在面对以太坊时，不能简单地将对比特币的做法照搬到以太坊上。

算法的基础是 DAG 图形计算，它属于工作量证明（Proof - of - Work，PoW）算法。此算法规定在挖矿期间需读取内存并存储 DAG 文件。全球的以太坊矿工，每天都在该算法规则的限制下，竞相争夺计算资源，目的是获得那十分有吸引力的 ETH 奖励。

挖矿设备与矿机挖矿

矿机挖矿是获取 ETH 的主要方式。矿机有其特定的工作原理。像比特大陆等矿机制造商生产的以太坊矿机，其内部配备了专门的软件和硬件部件。在中国西部一些电价便宜的地方，有这样的情景，人们组建小型矿场，放置很多矿机。这些矿机消耗电力，凭借计算机的处理能力去解决复杂的数学问题，从而获取数字货币。

曾经有段时间，以太币价格上涨了，这促使显卡挖矿开始盛行。很多游戏玩家发现，原本用于玩游戏的显卡被矿工抢购了。因为以太坊挖矿可以使用显卡进行。在全球显卡市场里，这种现象使得显卡价格波动很大，这是一种很特别的市场现象。

挖矿奖励与区块生成

ETH 的挖矿过程以及奖励机制很有趣。大概每 13 秒会产生 2 个块。众多矿工就好似在参与一场很激烈的数学竞赛。当矿工通过计算机算出函数计算题的正确答案时，就完成了信息的打包。而第一个算出答案的矿工能获得 2 枚 ETH 的奖励。这对很多矿工来说是很大的动力，即便要耗费大量电能，需要高性能设备，他们也愿意投身其中。

以太坊网络中的每个节点都会去验证这个答案的正确性。经过一系列逻辑校验之后，如果答案正确，就会把新的区块添加到链上。

挖矿难度计算

以太坊的挖矿难度处于动态变化。系统有专门公式来计算每个区块的难度。若某个区块的验证速度比前面区块快，协议就会调升难度。这就像一场难度持续调整的考试，会淘汰算力跟不上的矿工。

这一难度取决于矿工的总体算力以及网络节点数量。例如在挖矿较为活跃的地区，因为那里的矿工数量多，所以总体算力较强，进而区块难度就容易提升。而在算力比较薄弱的地方，其难度相对就会低一些。

以太坊挖矿前景

以太坊预计 2022 年仍可进行挖矿。它升级所需时间较长，约 2 到 3 年。此期间，矿工能持续进行挖掘作业。在以太坊的世界里，有许多矿工在关注以太坊 0 的升级情况。因为一旦升级结束，挖矿状况很可能会彻底改变。这种改变会影响他们的投入产出比，以及是否要继续在该领域投入设备和人力等资源。