数字货币为什么要挖矿，去中心化的挖矿算法又在哪里？

数字货币的挖矿经历了从CPU，到GPU，到FPGA，到ASIC的过程，算力也在经历着越来越集中的趋势。

挖矿的本质就是“没有中央集权背景下的印钞和分发货币”。挖矿是一种公平的派发货币的过程。

矿工是为了区块奖励去挖矿的，现在几乎所有的POW币，除去区块链奖励之外的挖矿所得都可以忽略不计，除了BTC有占比不到10%的交易手续费外。

比特币和绝大多数数字货币也是持续通胀的，比特币总量是2100W个，但要到2140年才会全部挖出来，现在平均每天产生1800个币。所有这些新产出的币归谁所有？答案是归矿工所有，谁挖到了区块，就归谁所有。而挖矿是一个矿工之间竞争的游戏，这个游戏没有行政门槛，只要你愿意消耗资源和金钱，就可以加入进来，所以说这是去中心化的货币分发过程。

挖矿还有另外两个主要功能，其一是打包交易，这是帮数字货币用户记账和验账的过程；其二是部署协议升级，当数字货币系统要升级时，矿工需要将自己的节点软件按照新协议进行升级，如果矿工不升级整个数字货币系统就无法胜利升级。

矿工，其实矿池更为准确，是有自主意识的，挖矿的第三个功能使得矿工本身会对数字货币系统的协议进化方向有主观意念的选择。

ASIC（Application Specific Integrated Circuit）芯片专业矿机是指使用专门订制的硬件芯片来做的矿机，在制造业里是非常常见的，专门为实现特定的功能来设计一个芯片。

数字货币挖矿中的ASIC芯片矿机主要是为了获得和显卡矿机、CPU矿机的竞争性优势。显卡和CPU都是通用型芯片，而ASIC芯片是专用型的。相同价格下ASIC矿机的性能往往是显卡和CPU矿机的几百倍到几千倍，这种优势是数量级的。

在形成相同算力的网络里，使用ASIC矿机显然要更低成本、更环保，比显卡矿机低到了不可想象的地步。但ASIC挖矿往往带来的是整个网络算力指数级别增长，支撑网络所消耗的能源和制造业成本也会比显卡矿机更多。

算力趋于集中化

随着越来越多专业设备的投入，挖矿难度越来越高，挖矿越来越难以回本，挖矿将更趋于中心化，拥有巨额算力的矿业垄断组织绝对不会甘心接入三方矿池被他人赚走挖矿手续费，未来这些巨头将会建立自己的矿池，未来，矿池也将趋于中心化。

最终导致的结果就是算力也在经历着越来越集中的趋势，普通用户基本没有机会得到区块生成激励，使得区块链原本设想的去中心化，一步一步集中到有实力的中心化的矿池手上而不再是真正意义上的去中心化。

抵抗ASIC的血泪史

设计能抵抗ASIC的挖矿算法大致有几种基本策略。最流行的是内存依赖法。它避开ASIC高计算速度的锋芒，把战场转移到了内存。内存的性能差异远比计算单元的差异小，技术的升级速度也相对缓慢。所以一旦内存变成瓶颈，ASIC就算有劲也使不上，只能干等I/O。

比特币选用的SHA-256算法只需要32字节的状态空间，可以轻松塞入寄存器里，在ASIC面前毫无抵抗力。而Ethereum基于Dagger-Hashimoto的Ethash、Zcash基于泛化生日问题的Equihash、ternity基于二分图环路检测的Cuckoo Cycle等新算法都很耗费内存，至今没有出现ASIC矿机。当然这并不代表它们无懈可击，能至死抵御ASIC。想当初Litecoin的设计者以为用上Scrypt就高枕无忧了，结果参数设定得不够保守，终究还是被ASIC攻破。

回到挖矿本身，挖矿是一个极富场景感的词，当我们听到挖矿的时候，想象中就会浮现一群人淘金的样子。我们讲“搬砖”，就是自己在写字楼，付出自己的劳动，获得相应的奖励，这和挖矿一样的。搬砖是一个价值生产的过程，挖矿也是一样。

适合区块链技术长久发展的挖矿算法应当是一个民主公平的行为，能够实现让更多普通人参与到挖矿中，防止挖矿的中心化，保证挖矿节点足够分散，让所有人都可以加入到守护数字货币中来。

那么问题来了，真正去中心化的挖矿算法究竟在哪里？