在比特币的世界里,“挖矿”是一个高频词,很多人初听“挖矿”,会下意识联想到黄金、煤炭等实体资源的开采——需要工具、耗费体力,最终从地下“挖出”有价值的产物,但比特币作为一种完全数字化的资产,其“挖矿”并非实体挖掘,而是一场基于数学、密码学与计算机技术的“算力竞赛”,比特币挖矿中的“算”,究竟算的是什么?它又如何支撑起整个比特币网络的运转?

算的是“哈希运算”:用计算能力碰撞“数字黄金”的入口

比特币挖矿的核心,是哈希运算,哈希是一种将任意长度的数据(如一段文字、一个数字)转换成固定长度字符串(如一串64位的十六进制字符)的数学函数,它有两个关键特性:单向性(无法从结果反推原始数据)和抗碰撞性(极难找到两个不同的输入产生相同的输出)。

比特币网络会定期向全网矿工发布一个“数学难题”:给定一个“区块头”(包含前一区块哈希、交易数据、时间戳等信息的摘要),找到一个特定的随机数(称为“nonce”),使得将区块头与这个nonce拼接后进行哈希运算,得到的结果小于一个目标值,这个过程就像在无数个数字中“暴力尝试”,直到找到一个满足条件的nonce——找到即算“解题成功”,获得记账权。

矿工的“算力”,就是每秒进行哈希运算的次数(单位为“哈希/秒”),算力越高,意味着每秒尝试的nonce数量越多,找到正确答案的概率越大,比特币挖矿的“算”,本质上是用计算机的计算能力去碰撞哈希谜题的解随机配图