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区块链挖矿是什么？工作量证明、权益证明原理及奖励来源

2026-09-18 10:53:55 | 来源： | 作者：佚名
常听人说“挖矿”能赚钱，但到底什么是挖矿？其实区块链里的挖矿就是帮系统记账，赚来的奖励就是加密货币,本文用大白话讲清共识机制是什么、PoW和PoS两种挖矿方式的区别，以及挖矿奖励从哪来，帮你轻松看懂区块链的内核运作原理

区块链挖矿是什么？工作量证明、权益证明原理及奖励来源解析

前言

相信你一定听过一个既熟悉又陌生的名词 -「挖矿」，你也可能听过，因为「挖到矿」而一夜暴富的故事，但其实，挖矿与前面提到的问题有着很大的关系，而它们都与另一个名词 - 共识机制有关。那 … 到底甚么是共识机制呢？它与挖矿又有甚么关系？而挖矿到底是要挖什么「矿」？千万别被这些专有名词吓到了，只要接着往下看，你可以发现其实区块链没这么难！在这篇文章，你将会知道：

  • 什么是共识机制？
  • 什么是挖矿？怎么挖矿？
  • 挖矿奖励从何而来？

什么是共识机制？

说明白了，其实共识机制一直存在在你我的身边。假如你跟你的朋友们想决定晚餐要吃什么，有的想吃拉面、有的想吃牛排 … 等等许多意见。最后你们大家决定，用投票的方式决定要吃什么，结果想吃拉面的人比较多，于是决定一起去吃拉面。从意见分歧到一致决定去吃拉面，也就是你们对于吃晚餐这件事所产生的「共识」。而你们是通过投票产生的共识，所以「投票」，就是你们产生决定的「共识机制」。这样看来，共识机制好像很常见，那为什么在区块链的世界里会特别的重要呢？

区块链为什么需要共识机制？

或许无法决定大家的晚餐吃什么，大不了各自吃自己喜欢的就好。但在分布式的区块链系统中，问题就会非常严重！如果没有先设立好纪录数据的准则，每个人都只照自己的纪录走，没有确定的共识方向，系统纪录就会产生混乱，而导致整个系统无法运作下去！所以说，区块链系统必须要先设置一套共识机制，让参与者都按照这个规则所产生的共识走下去，来维护系统数据的正确性，这样系统才能持续运作下去。但如果是任何人都可以参加的区块链系统，要怎么让来自世界各地、相互不认识的人，共同维护区块链系统呢？这就要谈到另一个常与共识机制一同出现的名词 - 挖矿。

什么是挖矿？

听到挖矿，在你脑中是不是浮现了戴起安全帽、拿着镐子，进去矿坑中挖宝石的画面？虽然在区块链的世界里，挖矿并不是像前面说的一样，但两个的目标都是一样的 - 通过开采、创造具有价值的东西获利。在一般的挖矿，是获得宝石等有价值的矿物；而在区块链，则是靠帮助别人记帐。

为什么帮别人记帐可以获利？

这个问题就好比问银行为什么要帮人们保管资产一样。因为银行可以从中（例如交易手续费）获得好处，所以它才会愿意这么做。一般来说，区块链的共识机制通常也包含了奖励机制，给予协助维护与打包数据纪录到链上的矿工一些奖励，让人们更有动力去协助系统运作。而最常见的奖励，就是加密货币。

※ 补充说明，所谓的打包意思是将纪录到新区块中的数据进行加密运算后，利用特殊的编码技术 - 例如比特币的 SHA256 等哈希函数 ，与上一块区块相连的过程。

这些协助打包数据工作的人，就被称为「矿工（Miner）」，而将数据打包纪录到区块链上的过程，就被称为「挖矿 ( Mining )」。换句话说，区块链矿工所挖的矿，就是矿工依照共识机制完成记帐而获得的加密货币奖励。当然，决定共识的方式不只有投票一种，在区块链的世界中也是如此。常见的共识机制，如 PoW、PoS 等等，以下让我们用这两种共识机制来说明，矿工们要如何进行挖矿。

工作量证明 ( Proof of Work；PoW )

工作量证明是第一个，也是曾被广泛使用的共识机制模型。大家耳熟能详的加密货币，例如比特币 ( BTC )、以太坊 ( ETH ) 1.0 等等，都是采取此模型运作的。

在工作量证明，所有矿工会参与计算某个依一定密码学方式产生的数学难题（前段提到的哈希函数值），并比看谁先算出。第一个解决题目的矿工，就取得这个区块的记帐权，并为区块链连接新的区块（又称为出块），随后将新区块广播至网络上，成为区块链上公认的纪录，其他矿工会依照新出的区块为准，继续竞争下一块的数学题。

换句话说，在工作量证明的状况下，投入越多任务作资源（算力）、算的越快，就越容易获得记帐权。

在这个机制之下，显卡的算力就成了奖励多寡的关键。这也是为什么有段时间显卡一货难求的原因之一。不过，由于工作量证明需要矿工投入大量电力去运算解题。《纽约时报》就曾经报导，比特币在 2021 年时的挖矿电力用量，几乎是 Google 全球营运一年总用电量的 7 倍，可见其对于资源消耗有多大。

权益证明（Proof of Stake；PoS）

针对工作量证明模式消耗资源的问题，在 2011 年时， Bitcointalk 论坛上提出了权益证明模式，作为另一个共识机制方案。现在很多区块链，例如艾达币 ( ADA )、以太坊 2.0 等，都开始用 POS 共识机制，让显卡挖矿渐渐变为夕阳产业。权益证明要求参与记帐的人需要先质押一定数量的币。质押的越多，获得记帐权的机会也就越大。

通常，为了避免大型质押节点垄断记帐权的状况，会再依质押的时间长短赋予「币龄 ( Coin Days )」，只要一获得记帐权后，该批质押的币龄就会重新计算。

换句话说，在权益证明的状况下，质押的币越多、越久，就越容易获得记帐权。

比较特别的是，在权益证明模型中，如果矿工验证了一笔虚假的交易到链上被发现，系统将会从他质押的币中扣除一定「罚金」，保障整体交易安全。※ 补充说明：PoW 是利用电脑的算力进行挖矿，所以也有人称它为「算力挖矿」；虽然 PoS 与 PoW 的运作方式不同，但两者都是通过打包数据上链获取奖励，所以也有人称 PoS 为「持币挖矿」。

挖矿奖励来自哪里？

矿工挖的矿是加密货币，这我们已经知道了，但这些加密货币是从哪里来的呢？这里我们以比特币系统来举例。当矿工取得记帐权并完成打包数据到链上的工作时，他会获得两种奖励：

1.随新区块产出的新币

在比特币系统，每个新区块的产生，会一并发行一定数量的新币给打包这个区块的矿工。

然而，比特币约每四年会减少每个新区块一半的新币产出( 一开始是 50 枚、2012 年时剩 25 枚、2016 年时剩 12.5 枚 ... )。比特币的总发行量定为 2100 万枚，如果按照前面的发放速度，在 2140 年时就会发放完毕。

如果没有新币产出，那之后矿工又有甚么动力挖矿呢？

2.交易手续费

每笔比特币交易会收取一定比例的手续费。而获得记帐权的矿工也可以获得该区块的全部手续费作为奖励。

在其他系统，例如以太坊，用户甚至可以选择付出更多的手续费 ( 在以太坊称为燃料费 ( gas fee ) ) ，让矿工优先选择手续费较高的交易先打包，加快交易被确认的速度。

所以，即使在没有新币产出的情况下，仍然可用手续费作为奖励矿工挖矿的诱因。

结语

共识机制是区块链，尤其是任何人都可以参与的公有链系统，在运作上不可或缺的的存在。而挖矿，是让人们参与系统维护的动力来源，两者可以说是区块链灵魂，是区块链系统能否存续运作的关键！

到此这篇关于区块链挖矿是什么？工作量证明、权益证明原理及奖励来源的文章就介绍到这了,更多相关区块链挖矿详细介绍内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持脚本之家！

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Tag：区块链挖矿  

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