在探讨加密货币的世界里,“挖矿”是一个绕不开的词汇,很多人初次接触比特币时,了解到矿工们通过强大的计算机“挖”出新的比特币,作为市值第二大的加密货币——以太坊,它是如何被“挖”出来的呢?

这里有一个非常重要的概念需要澄清:以太坊在2022年9月完成“合并”(The Merge)之后,已经不再通过传统意义上的“挖矿”来产生新的以太币了。 它的诞生机制,经历了一次从“工作量证明”(PoW)到“权益证明”(PoS)的革命性转变,要理解以太坊是如何“挖”出来的,我们需要了解它的过去,以及它现在的“铸造”过程。

第一阶段:曾经的“挖矿”——工作量证明(PoW)时代

在“合并”之前,以太坊的运作方式与比特币非常相似,采用的是工作量证明(Proof of Work, PoW)机制,我们可以把这个过程想象成一个全球性的、公开的数学竞赛。

竞赛的参与者:矿工 矿工们是这场竞赛的选手,他们投入大量的计算资源(通常是高性能的显卡,即GPU),参与到以太坊网络中。

竞赛的目标:解题 以太坊网络会定期向全网广播一个复杂的数学难题,矿工们的计算机需要以极高的速度进行海量计算,试图成为第一个找到正确答案的人,这个过程被称为“哈希运算”,本质上是在一个巨大的数字空间里进行随机猜测,找到满足特定条件的哈希值。

胜利的奖励:

  • 区块奖励: 谁第一个解开了难题,谁就有权“打包”一笔最新的交易记录,形成一个“区块”,并将其添加到以太坊的区块链上,作为奖励,这个矿工会获得一定数量的新铸造出来的以太币。
  • Gas费: 除了区块奖励,矿工还能获得区块内所有交易支付的“Gas费”,Gas就像是执行交易或智能合约所需的燃料费,用户支付Gas费来激励矿工处理他们的交易。

竞赛的意义:安全与去中心化 这个“解题”过程看似浪费能源,但它有两个核心作用:

  • 安全: 攻击者想要篡改账本,需要拥有超过全网51%的计算能力,这在经济上是几乎不可能完成的任务,从而保证了网络的安全。
  • 去中心化: 任何人只要拥有硬件,都可以参与“挖矿”,无需任何中心化机构的许可。

PoW机制的缺点也十分明显:能耗巨大,这促使以太坊社区一直在探索更环保、更高效的共识机制。

第二阶段:现在的“铸造”——权益证明(PoS)时代

2022年9月15日,以太坊完成了“合并”(The Merge),正式从PoW转向了权益证明(Proof of Stake, PoS)机制,这标志着以太坊“挖矿”时代的终结,和“验证者”(Validator)时代的开启。

如果说PoW是“用算力换奖励”,那么PoS就是“用资产换责任”。

新的参与者:验证者 在PoS机制下,参与者不再是“矿工”,而是“验证者”,任何人想要成为验证者,不再需要购买昂贵的显卡,而是需要质押(锁定)至少32个以太币作为保证金,这笔“押金”就是你的“权益”(Stake)。

新的竞赛:被选中的幸运儿 PoS机制下,不再有激烈的算力竞赛,网络会根据验证者质押的ETH数量、质押时间的长短以及一个随机性因素,从所有验证者中挑选出一个(或一小撮)来创建下一个区块,这个过程更像是“彩票”,而不是“马拉松”。

新的奖励:铸币与收益 被选中的验证者将执行以下工作:

  • 创建和验证区块: 打包新的交易,创建新区块,并对上一个区块的有效性进行投票确认。
  • 获得奖励: 作为他们维护网络安全、诚实工作的回报,验证者会获得新铸造出来的以太币作为奖励,这个过程更准确地说是“铸币”(Minting),而不是“挖矿”,他们也能获得区块中的一部分Gas费。

风险与惩罚: PoS引入了“惩罚”机制,以确保验证者的诚实行为,如果一个验证者试图作恶(对同一个区块进行两次投票,即“双花攻击”),或者长时间离线不工作,他们质押的32个ETH的一部分或全部将会被罚没,这种经济上的惩罚极大地提高了作恶的成本。

以太坊是如何“挖”出来的?

回到最初的问题:“以太坊是怎么挖出来的?”

  • 在2022年9月之前: 它是通过全球矿工投入巨大算力,在一场耗能的数学竞赛中“挖”出来的,胜利者获得新铸造的ETH作为奖励。
  • 在2022年9月之后: 它不再被“挖”出来,而是由质押了ETH的验证者,在被网络随机选中后“铸造”出来的,验证者通过维护网络安全来赚取新铸造的ETH和Gas费。