以太币在以太坊合并升级完成前依靠工作量证明机制开采,核心是矿工使用高性能显卡运行Ethash加密算法竞争求解随机数学谜题,率先算出答案的矿工打包全网待确认交易生成新区块,获得区块基础奖励与交易Gas手续费,完成以太币铸造,2022年以太坊全面切换权益证明模式后,传统挖矿彻底退出以太坊主网,当前仅以太坊经典等分叉币种沿用原有挖矿逻辑。

以太币挖矿的前置环节围绕网络交易归集与候选区块搭建展开,所有用户发起的转账、合约交互交易经私钥签名后,会被广播至以太坊全网节点,各类节点将未上链交易存入本地内存池。矿工筛选内存池内Gas出价更高的交易组合成候选区块,同时严格遵守区块Gas总量上限约束,随后逐一核验交易合法性,确认发送账户余额充足、签名有效、指令格式无误,在本地以太坊虚拟机中执行全部交易,更新账本状态,交易产生的手续费会预先计入矿工收益账户,区块整理完毕后正式开启算力竞赛环节。以太坊原生Ethash算法属于内存密集型算法,每隔3万个区块会生成一份DAG大型数据集,数据集必须载入显卡显存才能运算,早期挖矿最低要求4GB显存显卡,后期数据集扩容,主流矿机普遍选用8GB及以上显存的AMD、NVIDA专业挖矿显卡,整套矿机多搭载4至8张显卡搭配大功率电源与散热机架,家用单显卡仅适合小规模测试,很难独立挖出完整区块。

挖矿核心竞争就是不断迭代随机数nonce完成哈希运算,矿工提取候选区块头部固定数据,搭配不断更换的nonce数值反复执行Ethash哈希计算,目标是生成数值低于全网难度阈值的哈希结果。以太坊网络会根据全网总算力自动调整挖矿难度,将区块出块时长稳定维持在13至15秒,全网算力暴涨时难度同步拉高,降低单台设备命中有效哈希的概率。独立挖矿对于普通从业者门槛极高,个人算力占全网比例微乎其微,数年未必能抢到一次区块打包权,因此绝大多数矿工都会加入大型矿池,将所有设备算力合并统一参与谜题求解,矿池成功挖出区块后,按照每位矿工贡献的算力占比拆分基础区块奖励和手续费,实现小额、稳定的每日收益,也是当年币圈散户参与以太币挖矿的主流方式。
当某一矿工或矿池率先匹配符合难度要求的哈希值后,会立刻将完整区块、解题证明同步广播至以太坊全部网络节点,其余节点仅需简单验算哈希结果即可快速验证区块真伪,核验无误后所有节点同步更新本地区块链账本,新区块正式完成上链,本轮挖矿结束。合并之前以太坊单个区块基础铸造奖励为2枚以太币,叠加区块内所有交易Gas费构成矿工完整收益,也是市面上流通新增以太币的唯一来源;若出现多名矿工同时算出有效区块的分叉情况,全网会默认选择长度更长、难度更高的主链,落选区块作废,对应矿工本轮收益清零,这套规则保障了整个挖矿体系的安全性,避免账本篡改与双重支付问题。

随着以太坊发展,部分厂商推出适配Ethash算法的ASIC专用矿机,运算效率远超显卡,但通用性极差,以太坊停止挖矿后设备基本彻底报废,而显卡可流转至其他同类算法币种挖矿,或是用于渲染、游戏等场景,也是当年显卡矿机占据市场主流的关键原因。以太坊转向PoS权益证明后,新增以太币不再依靠算力开采,持有代币质押即可获取增发奖励,传统GPU挖矿模式彻底成为历史,仅能作为区块链学习内容参考。
