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什麼是加密貨幣挖礦？

加密貨幣挖礦確保了基於工作量證明 (PoW) 共識機制的比特幣等加密貨幣的安全性和去中心化。挖礦是驗證用戶之間的交易並新增至區塊鏈公共帳本的過程。

挖礦在加密貨幣領域是一個關鍵的概念。這個過程涉及著解決數學問題，以驗證交易並在區塊鏈上新增交易記錄。挖礦的主要目的是確保交易的安全性和可靠性，同時創建新的貨幣單位。通過解決複雜的數學難題，挖礦者能夠驗證交易，並將其添加到區塊鏈的分散式記錄中。

挖礦作業還負責將新代幣引入現有流通量。但是，加密貨幣挖礦遵循一組寫死程式碼規則，該規則管理挖礦過程並防止任何人任意創建新代幣。這些規則內建在加密貨幣協定基礎中，並由包含數千個節點的完整網路執行。

加密貨幣挖礦如何運作？

進行新的區塊鏈交易時，交易會發送到稱為「內存池」的礦池。礦工的工作是驗證待處理交易的有效性，並將交易組織成區塊。

您可以將一個區塊看成是區塊鏈帳本上的一頁，其中記錄了一些交易 (與其他資料一起)。更具體地說，挖礦節點負責從內存池中收集未確認的交易，並將其組建成一個候選區塊。

在此之後，礦工會嘗試將候選區塊轉換為有效、已確認的區塊。要做到這一點，礦工需使用大量的計算資源來解決複雜的數學難題。但是，每成功開採一個區塊，礦工都會收到新鑄加密貨幣和交易手續費組成的區塊獎勵。讓我們來看看它的運作方式：

步驟 1 ：雜湊交易

挖礦區塊的第一步是從內存池中獲取待處理的交易，並透過雜湊功能將其逐一提交。每次透過雜湊功能提交一段資料時，將有一個固定大小的輸出，稱為雜湊。

在挖礦中，每個交易的雜湊由一串數字和字母作為識別碼組成。交易雜湊代表交易內包含的所有資訊。

除了處理雜湊和單獨列出每筆交易外，礦工還會新增一筆自訂交易用以發送自己的區塊獎勵。這筆交易稱為「幣基交易」，它能建立全新的代幣。大多數情況下，幣基交易是新區塊中第一筆交易記錄，隨後是所有待驗證的交易。

步驟 2 ：建立雜湊樹

在對每一筆交易進行雜湊處理後，隨後便會將雜湊組織成雜湊樹，又稱為 Merkle tree。雜湊樹透過將交易雜湊成對，然後再進行雜湊處理來形成。

然後，新的雜湊輸出組織成交易對，再進行雜湊處理，不斷重複此一過程，直至建立單個雜湊。最後一個雜湊也稱為根雜湊 (或 Merkle root)，基本上是表示用於生成它的所有先前雜湊。

步驟 3 ：找一個有效的區塊頭 (區塊雜湊)

區塊頭作為每個單獨區塊的識別碼，表示每個區塊都有一個唯一的雜湊。建立新區塊時，礦工會將之前區塊的雜湊與候選區塊的根雜湊相結合，生成一個新的區塊雜湊。他們還需要新增一個名為隨機數 (nounce) 的任意數字。

因此，當嘗試驗證他們的候選區塊時，礦工需要結合根雜湊、之前的區塊雜湊以及隨機數 (nonce)，並透過雜湊功能全部提交。他們的目標是重覆該步驟直到建立有效的雜湊。

根雜湊和之前區塊的雜湊不能變更，因此礦工需要多次變更隨機數值，直至找到有效的雜湊。為了被認為有效，輸出 (區塊雜湊) 必須小於由協定確立的特定目標值。在比特幣挖礦中，區塊雜湊必須以一定數量的零開頭。—此稱為挖礦難度。

步驟 4 ：推播挖礦的區塊

正如我們剛才所看到的，礦工需要使用不同的隨機數值一遍遍雜湊區塊頭。他們會重複此一工作，直至找到有效的區塊雜湊。發現雜湊的礦工隨後會將其推播至在網路上的區塊。所有其他節點將檢查區塊及雜湊是否有效，如果有效，則將新區塊新增至區塊鏈副本。

此時，候選區塊變成了已確認區塊，所有礦工將繼續進行下一個區塊挖礦。所有不能及時找到有效雜湊的礦工將丟棄候選區塊，挖礦競賽重新開始。

區塊獎勵的加密貨幣金額因不同的區塊鏈而異。例如，在比特幣區塊鏈上，礦工可獲得 6.25 BTC 的區塊獎勵 (截至 2023 年 3月)。由於比特幣減半機制，BTC 每 210,000 個區塊 (大約每四年) 的區塊獎勵金額會減少一半。

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