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多年来，加密货币挖矿行业已成为一个价值数十亿美元的行业，尽管 2023 年加密货币市场崩溃，但加密货币挖矿公司仍在继续扩大业务并提高哈希率。然而，加密爱好者常常对哈希率对加密矿工的意义和重要性以及为什么每个挖矿实体都寻求增加其数量感到困惑。  

哈希率是加密货币网络计算能力的衡量标准。它是通过网络每秒处理的哈希总数来计算的。更高的哈希率意味着网络更安全，因为它更难以受到攻击。

然而，我们需要更深入地了解哈希率对于加密货币公司的重要性以及矿工如何提高其在加密货币领域的能力。

什么是算力？

哈希率是指在工作量证明（PoW）加密货币网络上给定时间内执行的总计算能力或哈希操作的数量。PoW 区块链，例如比特币，依赖矿工利用其计算能力来挖掘和处理交易、保护网络并向区块链添加新区块。

为了更好地理解哈希率，有必要了解什么是“哈希”。区块链与数字货币的关系哈希是固定长度的字母数字代码，表示数据、消息或任意长度的单词。加密货币使用各种哈希算法（例如 SHA-256（比特币使用））来生成这些哈希代码。

矿工在尝试将新的交易数据添加到区块链中的下一个区块时，竞相猜测一个数字，该数字在经过哈希处理后，会产生低于或等于预定义目标值的哈希值。此过程涉及更改称为“随机数”的单个值，每次更改都会创建一个新的哈希值。成功找到满足目标标准的有效哈希值的矿工可以向区块链添加一个新区块，并获得新铸造的加密货币硬币作为奖励。

哈希率是加密货币挖掘和区块链操作的关键因素。它直接影响网络的安全，因为较高的算力表明有更多的矿工积极参与交易验证和区块挖掘。高哈希率使得恶意行为者发起 51% 攻击更具挑战性，因为他们将控制网络的大部分计算能力。

算力以每秒哈希数 (H/s) 或其更高单位来衡量，例如每秒千哈希数 (kH/s)、每秒兆哈希数 (MH/s)、每秒千兆哈希数 (GH/s)、每秒太哈希数 (TH/s)、每秒千万哈希数 (PH/s)，甚至每秒埃哈希数 (EH/s)。

哈希率的重要性

算力在区块链和加密货币的世界中起着至关重要的作用，其重要性可以通过以下关键方面来理解：

网络安全：哈希率越高，表明保护区块链网络的计算能力越强。这使得恶意行为者控制网络并执行攻击（例如 51% 攻击）变得更具挑战性，他们可能会操纵交易或双花代币。强大的哈希率对于维护区块链的完整性和安全性至关重要。

挖矿难度：算力与 PoW 区块链上的挖矿难度直接相关。随着越来越多的矿工参与以及整体算力的增加，网络会自动调整挖矿难度，以确保新区块以一致的速度添加。这种自我调整机制有助于保持稳定的出块时间，保持网络平稳运行。

交易处理速度：哈希率越高，交易处理速度就越快。凭借更多的计算能力，矿工每秒可以处理更多的交易，从而在使用加密货币时实现更快的确认和更流畅的用户体验。

区块链共识：在 PoW 区块链中，共识是通过矿工解决复杂的数学难题以找到有效的哈希值来实现的。网络中的算力越多，共识过程就越分散和去中心化。这种去中心化是区块链技术的基本特征，确保没有任何一个实体可以控制网络。

对矿工的激励：成功开采区块的矿工将获得新创建的加密货币硬币的奖励。较高的哈希率增加了矿工找到有效区块并获得这些奖励的可能性。这种激励措施鼓励更多的个人和实体参与挖矿，为网络的整体安全和健康做出贡献。

区块链稳定性：稳定一致的算力有助于维持区块链网络的稳定性。哈希率的剧烈波动可能会导致区块生成时间不规则、潜在的网络拥塞以及交易处理的临时问题。

信心和信任：强大而稳定的算力可以在加密货币生态系统的用户、投资者和参与者之间灌输信心和信任。它表明该网络得到了专门的矿工社区的积极维护和支持，有助于其长期生存。

哈希率是如何衡量的？

哈希率是通过计算每秒执行的哈希操作的数量来测量的。每个哈希操作都涉及通过加密哈希算法处理数据以生成固定长度的字母数字代码，称为哈希。这些操作执行的速度决定了哈希率。

例如：

1 kH/s 等于每秒 1,000 个哈希。

1 MH/s 等于每秒 1,000,000 个哈希。

1 GH/s 等于每秒 1,000,000,000 个哈希。

1 TH/s 等于每秒 1,000,000,000,000 个哈希。

1 PH/s 等于每秒 1,000,000,000,000,000 个哈希。

1 EH/s 等于每秒 1,000,000,000,000,000,000 个哈希。

哈希率越高，用于执行哈希操作的计算能力就越多，因此区块链网络就变得更加安全和高效。

为了测量哈希率，比特币挖矿使用了称为挖矿设备或专用集成电路 (ASIC) 的专用硬件。这些设备专门设计用于高效、高速地执行所需的哈希运算。矿工们不断地运行他们的采矿设备，以竞争解决加密难题和验证区块链上的交易。

挖矿软件对于促进挖矿过程也至关重要。它与挖掘硬件通信，处理交易数据，并发送计算出的哈希值以进行验证并包含在新块中。

哈希率的变化

网络哈希率的增加或减少会产生各种影响，下面讨论其中的一些：

哈希率增加

提高网络安全性：哈希率越高，表明用于保护区块链网络的计算能力就越强。这使得恶意行为者更难执行 51% 攻击或其他形式的网络操纵，因为他们需要控制总哈希率的更大部分才能成功完成此操作。

更快的交易处理：凭借更多的哈希能力，矿工可以更快地处理交易，从而缩短用户的确认时间。这提高了区块链网络的整体效率。

挖矿难度增加：随着算力的增加，挖矿难度自动调整，以维持稳定的区块生成时间。这确保了新块以一致的速率添加到区块链中，防止块生成变得太快或太慢。

增强网络共识：更高的算力有助于形成更加分布式和去中心化的网络共识。这种去中心化对于区块链的完整性和可靠性至关重要。

更具吸引力的挖矿奖励：成功开采区块的矿工将获得新创建的加密货币硬币的奖励。随着哈希率的增加，挖掘区块并获得奖励的可能性也会增加，从而使挖掘更有利可图并吸引更多参与者。

哈希率下降

网络安全性减弱：哈希率下降可能会使区块链网络更容易受到攻击。哈希率越低，恶意实体就越容易执行 51% 攻击并获得对网络的控制。

交易处理速度较慢：可用的散列能力较少，处理交易和确认新块所需的时间可能会增加。这可能会导致更长的确认时间和潜在的网络拥塞。

降低挖矿难度：较低的算力可能会导致挖矿难度降低，以确保继续以一致的速率生成区块。虽然这可能在短期内使矿工受益，但如果哈希率长期保持较低水平，也可能使网络更容易受到攻击。

矿工的潜在损失：如果由于算力下降而导致采矿利润减少，一些矿工可能会决定离开网络，导致算力进一步下降。这可能会形成负反馈循环，进一步影响网络安全和交易处理。

比特币哈希率如何运作？

比特币哈希率是指矿工用于验证交易并在比特币区块链上创建新区块的总算力：

哈希函数：要了解哈希率，必须了解哈希函数。哈希函数是一种单向加密函数，它接受输入（在本例中为比特币交易中的数据）并将其转换为称为哈希的固定长度字母数字字符串。每个输入的哈希值都是唯一的，即使输入数据发生微小变化也会导致完全不同的哈希值。

挖矿过程：矿工利用他们的计算能力执行无数的计算，试图找到满足特定标准的特定哈希值。具体标准涉及找到以一定数量的前导零开头的哈希（目标哈希）。由于目标哈希值很难找到，矿工必须通过更改输入数据中称为“随机数”的值进行多次尝试，直到生成满足所需标准的哈希值。

工作量证明（PoW）：比特币的共识机制，称为工作量证明（PoW），要求矿工证明他们投入了大量的计算资源（算力）来找到有效的哈希值。一旦矿工成功找到正确的哈希值，他们就会将其广播到网络，其他节点会快速验证解决方案的有效性。

难度调整：为了保持大约10分钟的稳定出块率，比特币网络动态调整挖矿难题的难度。如果平均块创建时间太短，难度就会增加，从而使找到有效哈希变得更加困难。相反，如果平均时间太长，难度就会降低，使矿工更容易找到有效的哈希值。

哈希率测量：比特币哈希率以每秒哈希数 (H/s) 或其更高单位进行测量，例如每秒 exahashes (EH/s)。哈希率越高，用于挖矿的计算能力就越多，网络就越安全。

网络健康和安全：高算力是网络稳健和安全的标志，因为它表明有大量矿工积极参与挖矿并投入资源。更高的哈希率还使网络更能抵抗潜在的攻击。

51% 的攻击率和哈希率

在加密货币领域，51% 攻击是一种潜在的有害情况，特别是在利用工作量证明 (PoW) 共识机制的区块链网络中。在此类攻击中，一组矿工或单个矿池获得了区块链网络总挖矿哈希率 50% 以上的控制权，这实质上意味着他们拥有专用于挖掘和验证该网络上交易的大部分计算能力。

成功的 51% 攻击的后果可能很严重，因为它赋予控制方对网络的重大控制权，使他们能够操纵交易并可能对网络的完整性造成破坏或损害。以下是 51% 攻击的工作原理及其影响的摘要：

51% 攻击的机制：在比特币等基于 PoW 的区块链中，矿工们竞相解决复杂的数学难题，以向区块链添加新的区块。第一个解决这个难题的矿工可以添加区块并获得新铸造的加密货币和交易费形式的奖励。谜题的难度会定期调整，以保持一致的区块创建率。

51% 阈值：如果恶意组织或实体控制了区块链网络总挖矿哈希率的 50% 以上，它就有可能决定规则并操纵区块链的共识。这可能包括阻止新交易得到确认、撤销已经完成的交易，甚至发起双重支出攻击。

双花：成功的 51% 攻击最令人担忧的影响之一是执行双花攻击的能力。双重支出意味着两次使用相同的加密货币，从而有效地使原始交易无效。凭借多数控制权，攻击者可以逆转交易并再次使用相同的代币，从而造成重大财务损失并破坏对加密货币的信任。

停止确认：通过控制多数哈希率，攻击者可以阻止新交易包含在区块中。这可能会导致交易确认停止，从而导致网络延迟和中断。

网络中心化：区块链技术的基本原理是去中心化和分布式共识。成功的 51% 攻击会导致权力和控制的集中化，这违背了区块链网络的核心价值观。

预防和缓解： 51%攻击的预防很大程度上依赖于网络的挖矿分布。具有广泛算力分布的去中心化网络更不易受到 51% 攻击。此外，一些加密货币和项目实施机制或算法来阻止大型矿池获得多数控制权。

尽管存在潜在威胁，但值得注意的是，由于执行此类攻击所需的大量资源、硬件和成本，针对比特币等主要和成熟区块链网络的成功 51% 攻击很少见。尽管如此，在加密货币世界中，保持警惕并持续努力确保网络安全和去中心化仍然至关重要。

结论

哈希率对于工作量证明区块链的安全性、效率和稳定性起着至关重要的作用。哈希率的增加可以增强网络安全性和事务处理，而哈希率的降低可能会导致潜在的漏洞和性能下降。保持健康稳定的算力对于区块链网络的长期成功至关重要。

始终建议想要从事加密货币挖矿活动的人们在开始他们的旅程之前了解哈希率及其对区块链网络的影响。像比特币这样的网络由于最古老而具有最高的哈希率，并且随着以太坊（ETH）向权益证明（PoS）的过渡，比特币在 PoW 领域的主导地位仍然不受挑战。

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