由浅及深了解区块链之：（7）比特币四年减半原理，矿池工作机制

比特币四年减半原理
中本聪于2018年发布比特币白皮书起，就为这个比特币制定了一个奇怪的规则，那就是一共只能开采2100万枚比特币，并且每开采21万个区块，每个区块的比特币数量减半。我们可以计算一下，在区块链中，美十分钟产生一个区块，那么开采21万个区块所需要的时间为：2100000min换算为年就是（2100000/（6024365））==4.09年，也就是说，比特币的开采速度每四年减半。
从2009年1月分开采的第一个比特区块（每块包含50个比特币），到2012年6月分开采的区块中每块只含有25个比特币，然后是2016年11月，每个区块只含有12.5个比特币，预计到达2020年的某个月比特币的开采速度会再次减半。现在已经开采出来的比特币大概占据了全部比特币的84%，大概到了2140年后，会开采完近2100万比特币，这时候区块不在产生比特币，矿工收取利润主要依靠区块中的交易差额。

接下来我们来看看比特币的价格走势（2010.07-2018.10）


根据数据分析，比特币的高峰期发生在四年减半节点的后一阶段（如2012年比特币开采量减半，2013年比特币价格强势走高，2016年比特币开采量减半，2017年比特币市场迎来了一个高峰期，预计下一个增值高潮会在2021年左右）。
看起来比特币价值增值与它的四年开采量减半，且比特币的开采总值不变有关系。
客观来说，比特币这种虚拟货币类似于现实世界中的黄金，因为黄金在地球上的开采量是一定的，物以稀为贵，黄金的价值走势图如下所示：

随着后面黄金开采数量的减少，就会出现供不应求的现象，相应黄金的价格也会一路水涨船高，所以黄金是一种增值品，比特币由于到后面开采难度的增加，以及开采数量的减少，可以预估的是，比特币的价值将会随着时间的增加而增值。
比特币和黄金的增值性质跟供需关系有关，这里就引出两个概念，通货膨胀和通货紧缩。
通货膨胀就是供给小于需求，接着物价上涨，市场上流通的货币会增加，人们的工资也会增加，然后人们手上持有的货币会贬值，接着人们更不愿意持有货币，然后进入恶性循环。
通货紧缩是市场上流通的货币量与实物供给不成比例，使得人们更加愿意持有货币，物价会下跌，但人们会更加愿意持有货币，而不愿意买东西，造成经济低迷。
所以理论上比特币和黄金一样，不管发生什么变动，它都是总体呈现增值的状态。相对于市场上流通的货币，理论上政府只要无限制的印刷钞票，然后货币贬值，所以货币贬值是政府变相的对民众财产的收割。相比于持有钞票，更多人会更加愿意把钱投入到黄金或比特币等增值的虚拟货币中。
所以最近数字虚拟货币市场发生的9.25惨案（比特币贬值20%），在比特币价格波动的历史数据统计中是正常的，不会影响未来比特币的总体增值趋势。
值得一提的是，现在越来越多的人意识到了比特币的价值，然后纷纷加入了囤币的行业，幻想着一夜暴富，但事实上，现在的采矿难度越来越大了，“独狼”采矿无异于**，且风险极大，现在的算力证明已经异常庞大，矿工会面临着入不敷出的艰难处境。（采矿用的矿机，采矿的电费等等积累下来也是一笔不小的支出）。
矿池工作机制 （这里有些看不懂的话我会在后面进行介绍）
假设一个矿工购买了一台挖矿机，运算速度为14TH/s，花费2500美元，然后该矿机的功率为1.3千瓦，每天要消耗31度电，日花销在1~2美元，然后根据全网的算力这个矿工要挖出一个区块（12.5比特）大概需要4年，然后按照2017年的比特价格大概为1000美元/比特币，这样算下去大概有12500美元，整体来说还亏本了。并且根据统计学的计算，该矿工还是很有很能4年内挖不倒一个区块，这样一来风险更高了。
所以为了平摊风险，很多矿工会选择组成一个集体（矿池），集体挖矿，平摊风险，公平的分配挖矿所得，这样一来每个矿工每个礼拜就可以挖到几百美元的比特币了。

但是每个矿工由于自己的挖矿设备，还有挖矿所耗费的电力资源不尽相同，应该如何分配挖矿所得的比特币才能尽量做到公平公正呢？
答案是工作量证明：（这里我先简单介绍一下，有关于工作量证明的详细介绍我会放到后面来讲）
这里的工作量证明不是区块链中的工作量证明，但与之类似，这是矿池自定义的工作量证明（比区块链中的工作量证明至少降低了1000倍的计算难度）。这样做的好处是通过矿池中各个矿工的工作量证明（表示矿工确实为这个挖矿做了多少努力的工作量证明），来分配给各个矿工不同的奖励份额，也是作为激励矿工挖矿的一种形式。
在实际挖矿之中，每个矿场存储完整个节点的数据，接着将新的交易记录打包分发给该矿厂的各个矿工，然后由他们进行工作量证明，这样可以提高矿工的整体工作效率。矿工在解出了这个问题的解后，将新区块放到区块链，等待其他矿工将这笔帐记录下来。