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一辈子一件事一群人，脚踏实地仰望星空。——Ulord 创始人谭林博士
2008 年 11 月 1 日，中本聪在一个叫做 “metzdowd.com” 的网站上发表了一篇论文，题为《比特币：一种点对点式的电子现金系统》。
在论文中，中本聪详细介绍了如何创建一套去中心化的电子交易系统，这套系统不需要中心机构来掌控，比特币的发行与交易管理，全部交由参与系统网络的各个节点来完成。
在中本聪的设计里，比特币网络就是一个 “去中心化、人人自由平等” 的世界。
其中，比特币的发行与交易，涉及到一个核心动作：记账。
这个记账动作，又可以分解为：记账权的获得，核对交易合法性，打包区块，广播区块等一系列子动作。
为了实现公平公正公开，中本聪设置了一套叫做 PoW （Proof of Work）的算法，来保证人人可参与，每个人按照自己提供的算力完成记账任务从而获得比特币奖励，所以这套算法也被翻译为：工作量证明算法。
这里要插播一个知识点：什么是算力？
根据中本聪的设计，整个挖矿过程，其实是要比赛做一道计算题，计算的东西叫做：区块头信息 Hash 值（哈希值）小于某个数值的一个数。每一次解开这个数，都没有固定解法，只能依靠计算机随机 Hash 的碰撞。
而我们电脑中的 CPU 就是一个计算元件，它每秒钟产生 Hash 碰撞的次数，就是算力。
一般电脑 CPU 的算力是 20M Hash/s，即每秒产生 Hash 碰撞次数是 20M。
为了验证这套算法的可行性，中本聪在发表论文 2 个月之后，开发出来一个客户端软件，把记账动作集成在软件中，只要在个人电脑中运行软件，就能执行论文中提到的算法，完成记账动作。
2009 年 1 月 3 日，中本聪打开自己的电脑，用软件进行了第一次记账，并生成了创世区块，获得了 50 个比特币的奖励。
这也标志着比特币金融系统被正式建立，后来这种电脑记账的动作，被称为：挖矿。
1、CPU 挖矿
比特币挖矿这个动作，本质上是把自己的电脑接入比特币网络，运行挖矿软件，提供算力，完成记账。
所以，在 2009-2010 年期间，比特币的挖矿门槛相对极低。你并不需要参加考试拿什么四级六级证书，也不需要注册什么营业执照，只要你有一台电脑并联上网，下载一个挖矿软件，加上一个比特币钱包，就能挖到很多。
2010 年 5 月 22 日，美国有一个叫 Laszlo Hanyecz 的程序员，挖了很多，他用 1 万枚比特币，在网络上找到一位网友买了两份价值 30 美元的披萨。
按照当时价格折算，1 枚比特币约 = 0.003 美元。
当时，这件事在网络上传开了，人们开始确认比特币原来可以有价值，可以用来交易。
尽管那时候比特币价值还很低，但由于门槛也很低，就促使越来越多的人加入比特币挖矿队伍，整个比特币网络的算力开始不断提升，挖矿难度逐渐变大。
2、GPU 挖矿
2010 年中，有人开始研究个人电脑中的另一个计算元件：GPU，图像处理器，也就是显卡。
人们发现 GPU 当中也有部件适合计算比特币挖矿的数学题，多个 GPU 组装在一起其算力最高可达到 400M Hash/s，相当于几十个 CPU。
很快，基于 GPU 挖比特币的软件被开发出来，GPU 挖矿开始流行起来，市场上曾一度买不到显卡。
随着比特币被越来越多人关注，到了 2011 年 6 月，比特币单枚成交价格创造历史新高，达到 31.9 美元，相比初始价格已上涨约 10,600 倍。
而根据比特币 POW 的算法机制，算力越高，挖到比特币的机率就越大，这促使逐利的人们一直在寻找更高算力的设备。
3、FPGA 挖矿
2011 年底，一种基于 FPGA 芯片（Field－Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列）的挖矿设备出现了。
一张 FPGA 芯片的算力速度约为 200MHash/s，虽然比不上 GPU 芯片的算力，但是它的能耗更低。人们把多张 FPGA 芯片组装在一块，形成了 FPGA矿机，最大算力可达 25G Hash/s。
4、ASIC 矿机挖矿
这种芯片组装的做法启发了有想法的人，既然比特币挖矿只是算力的比赛，那为何不专门研发一种算力设备来做这件事呢？
于是，专用集成电路矿机，即 ASIC 矿机（Application-Specific Integrated Circuit，专用集成电路）横空出世。这种专门设计只做哈希值运算的设备，具有更高的算力，更低的能耗。
比如比特大陆生产的蚂蚁矿机，最高算力可达到 3.5T Hash/s，相当于 30000 多个 GPU 的算力，这种设备给到比特币网络的总算力是质的飞跃。
总算力的飙升，带来了挖矿难度的提升，人们开始把大量的 ASIC 矿机集中在一块，形成矿场。
由于比特币挖矿是抢夺每 10 分钟出来的区块记账权，矿工们又开始组建矿池，把大量算力集中在一起来抢夺记账权。比特币网络上，全球已经形成了超过 20 个的大矿池。
但是每一个区块只能由一个记账人（矿池）来完成，这也意味着其它矿池参与竞争，是无功而返，这就会造成大量算力资源的浪费。
更为可怕的是，在日夜不停运转的矿场中，电费是最大的能耗，曾有报道，在内蒙鄂尔多斯的大矿场，一个小时要用掉 40 兆瓦时的电，这相当于 12000 个家庭的日常用电量。
由此看来，ASIC 矿机的出现与应用，会造成巨大的资源浪费，是一种反商业逻辑的行为，同时也直接把中本聪最初设想的那个 “去中心化、人人自由平等” 的世界给抹杀掉了。
5、Ulord 全民挖矿
罢特，这并不代表后来者不能传承中本聪的美好设想，继续建设一个“去中心化、人人自由平等” 的世界。
比如，Ulord 项目，致力于建设一个基于区块链技术的价值传播网络，打造一个开放、平等、尊重创造的区块链数字资源分发平台。
在 Ulord 的设计里，项目团队想必早已研究过以上比特币挖矿的历史过程，并知晓其中的利弊。因此，他们采用了 POW 和 POS 相结合的共识算法。
其中，POW 采用的是比特币最初的 CPU 挖矿算法，但 Ulord 团队进行了极大的改进。
Ulord 原链上的 CPU 挖矿算法，叫做：CryptoHello 算法，这种算法采用了多级串行密码学原语操作，既针对 CPU 体系结构进行了优化，又具备永久防 ASIC 矿机。
这种 CryptoHello CPU 挖矿算法，就是为了避免走上比特币挖矿的老路，旨在营造更加公平的竞争环境，充分利用闲置资源，努力做到人人可参与挖矿。
CryptoHello CPU 挖矿算法能否抵挡住 ASIC 矿机商家的破解，是 Ulord 矿工们最关心的问题之一。
局长读完白皮书上关于 POW 共识算法的描述，大概理解是：
1、在 CryptoHello 算法中，需要同时执行大量 POW 的存储器容量需求，而满足这个需求 CPU 最为擅长，GPU 或 ASIC 矿机则会束手无策。
2、在 CryptoHello 算法中，需要随机使用到 16 种散列函数，这种随机性的选择执行，GPU 或 ASIC 矿机如果要做好，就要降低并行化效率，得不偿失。
3、在 CryptoHello 算法中，以字节为访问单位，使用严格串行的执行序列，这使到依靠并行取胜的 GPU 或 ASIC 矿机没有了用武之地。
4、整个 CryptoHello 算法中，控制逻辑被搞得很复杂，且所需的存储器容量大，内存访问地址也不规则，总之就是避免 ASIC 矿机那种粗暴堆叠芯片的做法有可乘之机。
简而言之就是：在 CryptoHello 算法中，鼓励串行的 CPU，抵制并行的 ASIC 矿机。
本文简单回顾了比特币挖矿的历史，以史为镜，再来看 Ulord 对于全民挖矿的设计，可以看到 Ulord 团队对于算法技术的研究功力，希望它的 CryptoHello 算法真能抵挡住 ASIC 矿机，实现美好愿景。
对了，2018 年 5 月 22 日，Ulord 主网正式上线，到时可以用个人电脑挖矿了，你准备好了吗？
对于挖矿，如果你有更深入的理解，欢迎留言探讨。
我是【赋能懂事局局长】，感谢你的耐心阅读。
现在科技真是厉害，加微信：junoliang007 竟然可以勾搭局长，申请加入他的写作交流群了。
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