Chia如何实现挖矿的?

在加密数字货币领域，挖矿一直是一个热门的话题 。只要拥有一台矿机，就可以“点石成金”，实现 巨大的收益。尤其是在加密货币牛市期间，无论是 目前市场上的显卡短缺潮，还是交货时间已被排到 秋季的矿机订单，无一不反映人们对这一财富机遇 的追求。如今，Chia，这个诞生于2017年的老项目 ，在加密货币牛市的加持下，也焕发出新的热度， 成为挖矿领域众人追逐的新对象。

1. Chia的强大背景。

谈起Chia，最为人所熟知的是其自带的三个光环： “硅谷天才创始人”、“明星投资机构”和“绿色 环保挖矿”。

在团队背景方面，Chia 的创始人是 BitTorrent 的发明者Bram Cohen。BT协议---这个免费开源、 曾经占据全球网络1/3的协议，代表的理念就是最 早的去中心化的数字共享经济，无疑给Bram在创立 Cina项目时带来了巨大的光环。

在投资机构方面，2017 年，2018 年 Chia 先后获 得了两轮融资，投资机构包括著名的 A16Z 、 Greylock Partners、DCM Ventures 、Coinbase等 一线投资机构。正是这些明星投资机构的背景，让 市场对Chia的未来表现更充满期待。

当然，除了上述荣誉，Chia最引入关注的还是其特 有的“绿色环保挖矿”。

中本聪在发表比特币白皮书时，其主要愿景是人人 都可以通过CPU参与到比特币的挖矿活动中；然而 基于工作量证明所带来的算力竞争，最终导致比特 币挖矿活动成为专业矿机设备和廉价电力的竞争。 目前，除非一个普通人有一台专业的ASCI矿机，否 则无法挖到比特币；同样地，根据剑桥比特币电力 消耗指数，目前比特币的年耗电量已经达到了 134.68 TWh，已经超过了一个中等国家的年耗电量 。这在全球日益关注环保和气候问题的当下，已显 得不合时宜。

相较而言，Chia旨在成为比特币的替代品---“绿 色环保、生态友好型的数字货币”；并且其算力基 础是“一种分布广泛、抗ASIC、与电价无关的商品 ---硬盘空间”。Chia是如何实现其愿景的呢？主 要依赖于其时间空间证明（Proof of Space and Time）共识机制。

空间证明是一种证明用户在硬盘上保留一些未使用 的存储空间的方式。Chia区块链的用户通过安装 Chia挖矿软件来“播种”其硬盘驱动器上未使用的 空间。这些用户称为“农民”。当区块链广播下一 个区块挑战时，农民可以扫描其地块以查看其是否 具有最接近挑战的哈希值。农民赢得一个区块的概 率是农民占整个网络的总空间的百分比。

时间证明则是按时间顺序实现区块的排序，以此组 建完整有效的区块主链。时间证明是通过可验证的 延迟功能实现的，该功能需要花费一定的时间来计 算，但验证速度却很快。VDF的关键思想是它们需 要顺序计算，并且由于拥有许多并行机不会产生任 何收益，因此可以最大程度地减少电力浪费。

或许以上术语过于晦涩复杂，我们不妨通过Chia的 挖矿流程来更好地理解时间空间证明机制：

（1）耕作阶段（P盘）：

P盘即plotting（测绘），Chia会通过哈希算法生 成大量Nonce（只被使用一次的任意或非重复的随 机数值），以Plot 文件格式写入硬盘中。P盘过程 有点类似农民在土地（硬盘空间）上播种（Nonce ），因此China很形象地将这个过程成为“耕作 （Farming）”，而参与Farming的用户被称为“农 民”。

（2）收获阶段：

当用户在土地上播种后，就可以坐等丰收了。具体 的流程是当一个新区块在Chia网络上广播时，农民 就会扫描他们土地（硬盘）上的种子（Plot），并 通过少量计算获取一个数值，如果该数值与Chia给 出的目标值（Target）接近，那么该农民将获取 Chia币奖励。在此过程中Chia会给出一个“空间证 明”，证明该用户确实为播种提供了一定的土地（ 存储空间）。同样地，为了防止拥有大量存储空间 的农民创建备用的交易记录以此攻击系统，Chia通 过VDF（可验证延迟函数）来实现区块的时间排序 ，以此为系统创建有效完成的历史交易记录，保证 网络安全。

2. Chia矿工收益可观

从上我们可以看出，农民赢得区块奖励的概率为自己存储空间大小占网络总空间的比例。因此，农民 的土地越多，获取奖励的概率越大。因此我们看到 Chia矿工都在大量抢购硬盘，以扩大自己的土地空 间，由此引发了硬盘断货和涨价潮，这也导致了 Chia的网络空间一直呈指数型上涨。

中本聪在最早设计比特币挖矿模型时，其愿景是人 人都可以用电脑上的CPU挖矿。然而随着ASIC等专 门处理计算的硬件设备出现，采用CPU挖矿已经成 了遥不可及的梦想---普通人很难参与到比特币的 挖矿活动中，因为缺少专用的ASIC矿机；同样地， 经常与Chia一起提及的Filecoin。