6.3 共识机制与挖矿

目前以太坊的共识机制是工作量证明。效仿比特币，以太坊也通过挖矿的模式来产生系统中流通的货币——以太币（Ether，ETH）。同时，通过奖励的机制来激励那些处理交易并维护网络安全的矿工。虽然很多方面都与比特币系统相似，不过以太坊的挖矿机制也有其不同之处。

6.3.1 以太币的发行机制（永久线性增长模型）

与比特币累计发行总量固定为2100万不同，以太坊目前的设计是每年都会发行一定数量的货币，并且会一直发行下去。我们知道，比特币是通缩的，那么这是否意味着随着以太币的不断发放，会造成严重的通胀呢？按照以太坊的官方说法，其每年发行的货币有数量上限，即1800万。随着时间的推移及货币的流失（如丢失、忘记私钥等），每年的通货膨胀率将递减，最终趋于零，达到平衡状态。

1）预售期共发行了7200万。其中6000万用于募资，1200万归属开发团队及以太坊基金。

2）每挖出一个区块奖励矿工5个以太币。在Byzantium版本中，奖励额降为3个。

3）每年发行上限为1800万。

4）固定数额发行机制使实际通货膨胀率接近0。

6.3.2 挖矿算法设计与考量

以太坊的挖矿算法并未采用比特币所使用的Sha256，而是在Hashimoto和Dagger基础上建立了自己的Ethash算法。算法设计概要如下：

与CPU无关，与内存大小及带宽相关。

抵御专门的矿机。

Ethash使用了DAG的数据结构，每30000个区块（约125个小时）随机生成一个新的DAG，POW尝试基于给定的DAG和难度系数来解决一个约束问题，解决问题的过程难，验证答案的过程易。

目前主流以太坊挖矿采用显卡。实际挖矿操作需要每块显示最少具备1G以上的存储器用以加载DAG。另外，由于挖矿算法是通过OpenCL实现的，所以在同等价格下，AMD GPU比NVIDIA GPU有更好的表现。

需要注意的是，在规划的以太坊Serenity版本中，共识机制计划会变更为权益证明。

6.3.3 挖矿的奖励机制

奖励给成功挖出区块的矿工的金额如下：

每个区块奖励5个单位以太币，在Byzantium版本中调整为3个单位。

区块中的交易所花掉的费用（由GAS和GASPRICE决定，以以太币记账）。

如果区块中包含了叔区块，那么每收录一个叔区块将额外获得1/32的区块奖励（最多收录2个）。

奖励给被区块矿工收录的叔区块矿工：区块奖励的7/8（即4.375个以太币，Byzantium版本为2.625个以太币）。