通俗解释：Chia币为什么能用硬盘挖矿？

Posted 2021-05-03 矿圈老友会

很多币都喊过要替代比特币（BTC），最近比较火的一个叫Chia，它最大的特点是用硬盘挖矿。

BTC用计算力来挖矿很好理解：

一群矿工比赛做同一道算术题，先算出的矿工有优先记账权，并获得挖矿奖励和记账奖励，上一笔账记完，下一个“算术题”就会随之生成，大家再接着算，如此往复。

算力越强，算出的概率就越大，耗电量就越大，比特币挖矿因此被吐槽污染环境，浪费资源。

Chia挖矿不依靠强大算力，用硬盘，也就是存储空间来挖矿，只需要消耗少量电，很多人的硬盘空着也是空着，不如拿来挖Chia，所以Chia号称比BTC更环保。

也许是为了凸显环保，Chia的白皮书叫“绿皮书”，矿工叫“农民”，挖矿叫“耕地”。

回到主题：硬盘为什么能用来挖矿？

如果你愿意了解详细的算法，可以直接访问Chia的官方网站，有非常详细的解释，但如果你只想当个吃瓜群众，我将试着用初中数学知识来讲明白硬盘挖矿的大致原理。

空间换算力

小时候我爸为了帮我开发智力，带我遛弯时经常冷不丁地抛出这样一个题目来考我：鸡和兔关在同一个笼子里，有5个头，12条腿，鸡兔各有几只？

我当时还没学方程，经常要在脑子里算半天，方法非常简朴，尝试每一种可能性，直至正确：

假如是1只鸡，4只兔子，那么有5个头，18条腿，不对！

假设是2只鸡，3只兔子，那么有5个头，16条腿，不对！

假设有3只鸡，2只兔子，那么有5个头，14条腿，不对！

假设有4只鸡，1只兔子，那么有5个头，12条腿，对啦！

后来我嫌这种办法太麻烦，就学到一个“偷懒”的办法，做一个表格，横坐标是鸡数，纵坐标是兔数，中间是对应的腿的总数。

等我爸再考我，我只需瞄一眼表格，几秒钟就能找到答案。如下图，黄色部分是五个头的情况，绿色是10个头的情况：

从此以后，只要有一个足够大的表格，我能迅速解出世界上所有的鸡兔同笼问题，再也不用费脑子计算，直接找答案就行。

回想起来，那时小小的我，就不经意间学会了“用空间换算力”。

让我回到硬盘挖矿的问题。

比特币挖矿是大家抢着来算题，Chia的硬盘挖矿则可以理解为，提前在你的硬盘里画一个表，写满有可能的答案，题目一出，大家立刻在表里找答案，先找到的那个获得优先记账权和奖励。

检索硬盘并不需要耗费多少计算力，耗电很少，正如用“列表法”做鸡兔同笼问题不用费脑子。

Chia挖矿需要先Plot硬盘，俗称P图或者“播种”，本质上就是在硬盘里写满答案，每过几分钟扫一次硬盘，寻找答案。

你P的图越大，答案正好落在你图里（而不是别人图里）的概率就更高，中奖率就越高。

所以也有人把Chia这个过程比作买彩票，十分钟开一次奖，买的号码越多，中奖率当然就更高。

总结一下：Chia挖矿，拼的是空间大小，而不是计算速度。

可能有人要问了：如果有人用成千上万倍的计算单元来查表，不就能比别人更快找到答案？这样一来，不又变成了比拼算力？

为了防止这种情况出现，Chia祭出了一招从天而降的掌法：VDF。

2.VDF

VDF，可验证延迟函数（Verifiable Delay Fucion），2018年由斯坦福大学教授Dan Boneh团队提出，它有这么几个特点:

1）抵抗并行计算

一道题，你一个人计算，跟你找一群人来计算，需要的时间差不多。

怎么做到的呢？关键在于连续计算，举个例子：让你计算2的10000次方，你必须一步一步，从2的平方、三次方、四次方、五次方……一直算到2的9999次方，再乘以2，才得到最终答案，每一步都需要上一步的结果。

这种情况下，你找10000个人来计算，并不能提升速度。

2）难计算，易验证

一道题，计算起来很难，但是验证答案是否正确却十分简单。

比如分解质因数：给你一个非常大的数字n，要求分解成两个质数p和q的乘积，这是非常困难的事，但是验证起来却很简单，只需要把p和q相乘，看看是不是n即可。

在Chia的区块链网络中，查找答案（空间证明）和VDF（时间证明）总是交替进行，这样就可以确保“硬盘挖矿”的可靠性，防止有人堆算力来获得挖矿优势。

当然，实际情况比这复杂得多，以上只是为了方便大家理解，有兴趣可以参看Chia官网关于共识算法的论文。

人人都能硬盘挖矿？

说完了大致原理，我们再来聊一个问题：既然硬盘能用来挖矿，是不是我把多年珍藏的女神们删掉，也能用空出来的硬盘来挖矿？

短时间内确实可以，但挖矿难度正在直线上升，随着越来越多专业矿场的入局，个人用户的挖矿难度正在变得越来越大。

某Chia矿场官网

这个趋势和比特币一样。最初，比特币的理念是“一CPU一票”，可是随着专业矿机的出现和专业矿场的入局，挖矿难度越来越大

到现在，CPU已经很难挖到币，必须用算力更高的GPU才行，而且个人用户已经很难通过挖矿来赚钱。

这是因为区块链挖矿的难度通常是动态调整的，挖矿的人越多，挖得越猛，挖矿的难度就会自动变高。

专业矿机在能耗、算力等各方面都有很大的优势，挖矿效率奇高，个人电脑根本不是对手。

由于矿场之间的竞（nei）争（juan），挖矿难度一直在升高，矿场利润也不断摊薄，逼得矿主们不停地把矿场搬到电费更便宜、散热更方便的地方，从水电站附近到寒冷的北极圈。

比特币走过的路，Chia恐怕也得走一遍。

硬盘挖矿正在朝着这个方向发展，最近国内已经有硬盘厂商宣布，启动Chia矿盘生产项目，为加密货币提供定制化的固态硬盘。

硬盘矿场之间的竞（nei）争（juan）开始了……

硬盘挖矿，不失为一种选择，但我并不认为它能做到环保。

因为生产这些硬盘本身也需要耗费资源，能源，废弃之后也容易污染环境。

更重要的是，买币的，挖矿的，没有谁是真的为了环保。

这个世界的运行规律总是这样。

小公牛们因为不能产奶，刚出生不久就被送到屠宰场;

小公鸡们因为脂肪生长速度慢，不能下蛋，出生不久就被绞成肉酱，做成猫粮狗粮；

麝香猫们一生被关在笼子里不停地喂咖啡豆，拉屎，拉到菊花残满地伤，只因为人们爱喝猫屎咖啡；

如今，成千上万的硬盘们将呱呱坠地，它们一生将被奴役在矿场里，被阉割，被训练成挖矿机器，存储着那些数字——人类的彩票，以及欲望。