要了解區塊鏈和挖礦的關系得先了解中本聰。對于區塊鏈來說，挖礦是必要的嗎?為了解答這個問題，我們先來說下究竟什么是“挖礦”?
以比特幣為例，每產生一比交易，并不算完成，只有將交易數據寫入數據庫，才算成立，對方才能真正收到錢。首先，所有的交易數據都會傳送到礦工，礦工負責把這些交易寫入區塊鏈。計算哈希的過程叫挖礦，計算哈希的機器就叫礦機，操作礦機的人就叫礦工。根據比特幣協議，一個區塊的大小最大是1MB，而一筆交易大概是500字節，因此一個區塊最多可以包括2000多筆交易。礦工負責把這2000多筆交易打包在一起，組成一個區塊，然后計算這個區塊的哈希(Hash)。
一、“區塊鏈”、”挖礦”的定義
區塊鏈：是一個公共可見的賬本，用來記錄交易的歷史信息。區塊鏈的共識機制大概有三種工作量證明機制(PoW)，權益證明機制(PoS)和代理權益證明機制(DPoS)。當一筆新的資產交易被創建時，資產轉出方須通過簽名腳本來證明自己是資產的合法使用者，并且指定輸出腳本來限制未來對本交易的使用者(資產收入方)。
如果是合法創建并簽名的，則該筆交易現在就是有效的，它將被廣播到區塊鏈網絡并被傳送，每一個收到交易的節點將會首先驗證該交易，確保只有有效的交易才會在網絡中傳播，而無效的交易將會在第一個節點處被廢棄，直至抵達挖礦節點。
所謂“挖礦”就是：將一段時間內比特幣系統中發生的交易進行確認，并記錄在區塊鏈上，形成新的區塊，挖礦的人叫作礦工。簡單來說，挖礦就是記賬的過程，礦工是記賬員，區塊鏈就是版本。挖礦節點在驗證交易后，會將這些交易添加到自己的內存池中，構建新的區塊。在
PoW
機制，礦工們接著通過反復嘗試求解一種基于哈希算法的數學難題來競爭獲得記賬權，具體而言，礦工不斷更換區塊頭的填充隨機數并計算這個區塊頭信息的哈希值，看其是否小于當前目標值。
如果小于，則成功「出塊」，隨后礦工將這個區塊發給它的所有相鄰節點。這些節點在接收后進行一系列的檢查標準去驗證區塊的正確性。檢查的標準包括區塊的數據結構和區塊包含的交易合法有效;區塊頭的哈希值小于目標難度(確認包含足夠的工作量證明)等。一旦一個節點驗證了一個新的區塊，它就會將新的區塊連接到累積了最大工作量證明的區塊鏈中，礦工挖礦成功。
在上述過程中，礦工獲得兩方面獎勵：
1、是代幣獎勵。礦工構建的新區塊中的第一筆交易是一筆特殊交易，稱為創幣交易或者 Coinbase
交易。礦工挖礦成功后，將獲得這筆新創造的加密代幣。在比特幣網絡，每隔 10 分鐘將一個新的區塊添加至鏈上，每添加一個區塊可以獲得 50
枚比特幣作為獎勵(每四年減半)。
2、是記賬決策權與交易手續費。礦工擁有記賬決策權，有權決定將哪些交易添加至新構建的區塊，并對收錄在區塊內的所有交易收取手續費。
當然，有獎勵機制就有懲罰機制：
比如說常見的懲罰設計PoW ，設置了兩道門檻：
第1道門檻、設在礦工競爭記賬權的時候，使得礦工不能隨便「發言」(新增區塊)。一方面，礦工為獲得記賬權，須不斷求解哈希難題，因此付出「不菲」的成本，這一成本是沉沒成本，只要礦工想參與「發言」，那么無論他最終能否成功「發言」，他均必須付出這一筆建言成本;另一方面，由于哈希難題的驗證要比求解來得簡單，對新出區塊的驗證成本微乎其微，因此只要礦工一錯誤「發言」(如交易無效、格式不符等)，就會很快地被其他節點檢測出來廢棄掉，他之前付出的建言成本相當于對他的懲罰。
第2道門檻、設在區塊被成功添加區塊鏈后的修改，使得礦工不能隨意更改區塊鏈。在比特幣網絡，每 2016
個區塊(大約兩周)后，所有客戶端把新區塊的實際數目與目標數量相比較，并且按照差異的百分比調整目標哈希值，來增加(或減少)產生區塊的難度，確保每 10 分鐘 1
塊的恒定出塊速度。挖礦難度值的提高，增加了攻擊的成本。攻擊者如果要構造出一條比真實區塊鏈更長的秘密區塊鏈，需要在比特幣網絡產出 6 個區塊的同時秘密產出 7
個區塊。
為什么比特幣會變得這么貴呢?
中本聰故意讓添加新區塊變得困難，他的設計是：平均每10分鐘，全網才能生成一個新區塊，一小時只能生成六個。人為設置大量的計算及難度系數，需要大量算力才能得到當前區塊的有效哈希，進而將新區塊添加到區塊鏈。為了讓自己第一個添加新區塊進入區塊鏈，礦工之間充滿了競爭，誰先算出來了，就能享受這個區塊的全部收益;而其他礦工只能將那一頁抄寫一份，貼在自己賬本的最后面，然后又開始新的記賬過程。
周而復始，生生不息，賬本一頁一頁地增加，賬本越來越厚。由此看來，挖礦其實是一種安全機制，利用密碼學哈希函數和非對稱加密，確保區塊鏈網絡的挖礦節點在廣播區塊前投入大量的計算，提高作假和作惡的成本，保證已有數據不可能被篡改，確保全網達成共識。
二、挖礦必備工具
以前，比特幣通過挖礦生產，每10分鐘全網礦工一起計算一道算術題，只要先算出答案，就相當于挖到了這個區塊，該礦工就能獲得系統新生的比特幣獎勵。在比特幣剛誕生的時候，通過計算機的CPU便可以挖礦，隨著挖礦的礦工越來越多，目前用CPU已經不能挖出比特幣了，大家開始用礦機挖礦。
挖礦必備工具：1.挖礦機、2.比特幣地址、3.挖礦軟件。
目前，比特幣網絡算力太大，個人購置少量礦機，是很難挖
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