以太坊币是如何挖掘的？从工作量证明到权益证明的演变

# 币种动态 2026-02-26 10:57:34 0 来源：

以太坊，作为全球第二大加密货币平台，其原生代币ETH的“挖掘”（在以太坊语境下，我们更常称之为“挖矿”或共识参与）一直是社区关注的焦点，与比特币等依赖纯粹工作量证明（PoW）的区块链不同，以太坊的挖矿机制经历了一场深刻的变革，从传统的PoW过渡到了更加环保和高效的权益证明（PoS），本文将详细探讨以太坊币在不同阶段是如何被“挖掘”或产生的。

以太坊的早期：工作量证明（PoW）挖矿时代

在以太坊合并（The Merge）之前，以太坊的挖矿与比特币挖矿在原理上有相似之处，都依赖于PoW机制，其核心思想是通过计算能力竞争来解决复杂的数学难题,从而获得记账权和区块奖励。

挖矿原理：
- 哈希运算： 矿工们使用专门挖矿的硬件（如GPU矿机，早期也有CPU挖矿）不断地进行哈希运算，尝试找到一个符合特定条件的数值（称为“Nonce”），这个数值与区块头中的其他信息（如前一区块的哈希值、交易数据、时间戳等）相结合，经过哈希函数计算后，能产生一个哈希值,该哈希值必须小于或等于一个目标值。
- 难度调整： 以太坊网络会根据全网总算力的自动调整挖矿难度，确保平均出块时间稳定在15秒左右，全网算力越高，难度越大,单个矿工找到有效解的概率就越低。
- 区块奖励与交易费： 矿工成功“挖”出一个区块后，会获得两种奖励：
  - 区块奖励： 由以太坊协议自动产生的新ETH，这是新币发行的主要方式，区块奖励会根据网络共识（如减半机制，但以太坊并未采用比特币式的固定减半，而是通过其他方式如EIP-1559调节）和网络状况有所调整。
  - 交易费（Gas费）： 区块中包含的所有交易支付的手续费，这部分费用归矿工所有，Gas费是用户为了执行交易或智能合约而支付的费用,价格根据网络拥堵程度动态变化。
挖矿参与者：
- 个人矿工： 拥有少量矿机的个人，但收益相对较低，且面临电力、设备维护等成本压力。
- 矿池： 个人矿工加入矿池，将自己的算力贡献出来，共同挖矿，一旦矿池成功挖出区块，奖励会根据每个矿工贡献的算力比例进行分配,这大大提高了个人矿工获得稳定收益的概率。
PoW挖矿的挑战：
- 能源消耗巨大： PoW挖矿需要消耗大量的电力资源,引发了广泛的环保争议。
- 中心化风险： 随着挖矿难度增加，大型矿池和拥有廉价电力资源的矿工逐渐占据主导地位，可能导致算力中心化,与区块链去中心化的初衷相悖。
- 硬件门槛高： 高效的挖矿需要专业的GPU或ASIC矿机,普通用户难以参与。

以太坊的现在与未来：权益证明（PoS）与验证者

为了解决PoW挖矿的诸多弊端，以太坊社区长期致力于向权益证明（PoS）机制转型，这一转型在2022年9月完成的“合并”（The Merge）中正式实现，标志着以太坊挖矿时代的结束和“验证者”时代的开启。

PoS原理：
- 取代算力，质押权益： 在PoS机制下，“挖矿”的概念被“验证”（Validating）取代，参与者不再需要通过消耗大量算力来竞争记账权，而是需要锁定（质押）一定数量的ETH作为保证金，成为网络的“验证者”。
- 随机选择： 系统会根据验证者质押的ETH数量、质押时长等因素，通过随机算法选择验证者来创建新区块和验证其他区块，质押的ETH越多，被选中的概率通常越高,但并非绝对。
- 共识达成： 验证者们对区块的有效性进行投票，当达到一定数量的投票同意后，区块就被确认，这个过程比PoW更高效,出块时间依然维持在秒级。
如何成为验证者并“赚取”ETH？
- 质押要求： 成为验证者需要质押至少32个ETH（这是最低要求，未来可能会有调整），这些ETH会被锁定在验证者客户端中，无法随意转移,直到退出验证者队列。
- 奖励来源：
  - 区块奖励： 成功创建新区块的验证者会获得新发行的ETH作为奖励,奖励数量与质押的ETH数量和质押时间相关。
  - 交易费： 区块中的交易费同样归创建该区块的验证者所有。
  - 质押收益： 验证者的主要收益来源就是这些区块奖励和交易费，收益并非固定，而是根据网络总质押量、出块数量等因素动态计算。
- 风险与惩罚：
  - 惩罚（Slashing）： 为了防止验证者作恶（如双重签名、长时间离线等），PoS机制引入了惩罚机制，如果验证者违反了协议规则，其部分质押的ETH可能会被没收（Slashed）,验证者需要保持在线并正确运行客户端。
PoS的优势：
- 能源效率极高： PoS不再需要消耗大量电力进行哈希运算，能耗降低了约99.95%,更加环保。
- 去中心化潜力： 由于降低了硬件门槛，更多普通用户可以通过质押ETH成为验证者,有助于促进网络的去中心化。
- 安全性提升： 攻击者需要拥有超过51%的质押ETH才能进行攻击，成本极高,且一旦作恶将面临严厉惩罚。
- 可扩展性： PoS为以太坊未来的Layer 2扩容方案以及分片等技术的实现奠定了基础,有望进一步提高网络吞吐量。