以太坊已完成从工作量证明（Proof-of-Work）到权益证明（Proof-of-Stake）共识机制的转变，这意味着传统的挖矿方式已被关闭。当前，以太坊网络由质押 ETH 的验证者负责保护。若您希望参与网络维护，👉 立即了解如何参与质押收益。本文主要从历史角度介绍以太坊挖矿的工作原理。
理解前提
在深入探讨挖矿之前，建议先掌握以下基础概念：
- 交易：用户间传输数据与价值的操作
- 区块：包含多笔交易数据的存储单元
- 工作量证明：通过计算竞争获取记账权的机制
什么是以太坊挖矿？
挖矿是以太坊旧版工作量证明架构中创建交易区块并添加到区块链的过程。这一术语源于加密货币与黄金的类比：正如黄金稀缺，数字货币总量也有限，而挖矿是工作量证明系统中新增代币的唯一方式。
在以太坊工作量证明阶段，挖矿既是发行新币的途径，也是通过创建、验证和传播区块来保护网络安全的核心手段。简而言之：挖矿即守护网络。
挖矿存在的意义
去中心化系统需要确保所有参与者对交易顺序达成共识。矿工通过解决计算密集型难题来生产区块，从而防御网络攻击，维护交易顺序的可靠性。
理论上任何人都能用计算机参与以太坊挖矿，但盈利需满足特定条件：
- 专用硬件设备（如矿机）
- 低成本电力资源
- 散热与电力监控等配套设备
普通计算机的挖矿收益通常难以覆盖硬件与电力成本。
挖矿成本分析
- 矿机购置与维护费用
- 持续运行的电费开销
- 矿池服务费（如参与集体挖矿）
- 辅助设备成本（通风系统、电线路改造等）
以太坊交易如何被挖矿？
以下是工作量证明时期交易被打包进区块的流程：
- 交易发起：用户使用私钥签署交易请求并广播至全网
- 交易收集：节点将收到的交易暂存至内存池（mempool）
- 区块构建：矿工选择收益最大化的交易组合，并验证每笔交易的合法性
执行与证明：
- 在本地以太坊虚拟机（EVM）执行交易，同时获得手续费
- 完成工作量证明计算，生成区块合法性证明
- 区块广播：矿工将含证明的区块广播，其他节点验证后将其加入区块链
- 状态更新：节点从内存池移除已打包交易，同步至最新状态
- 新区块同步：新节点下载全链数据并逐块执行验证
每笔交易仅被挖矿一次，但会被所有节点执行验证，这体现了区块链“勿轻信，必验证”的核心原则。
叔块（Ommer Blocks）机制
在工作量证明中，因网络延迟可能同时产生多个有效区块。此时协议需选择最长链为主链，同时对未纳入主链的有效区块矿工给予部分奖励，称为叔块奖励。此机制提高了小矿工的参与积极性，促进网络去中心化。
需要注意的是，权益证明机制已取消叔块概念，因为每个时段仅选举一名区块提议者。
挖矿算法演进
以太坊主网仅使用过一种挖矿算法——Ethash。该算法前身为研究阶段开发的Dagger-Hashimoto，其设计目标为抗ASIC化，以保障去中心化特性。
常见问题
以太坊现在还能挖矿吗？
不能。自2022年合并（The Merge）完成后，以太坊已完全转向权益证明机制，传统挖矿已被质押取代。
为什么以太坊要放弃挖矿？
主要原因为能耗问题。工作量证明消耗大量电力，而权益证明能降低99%以上的能源消耗，同时提升安全性与可扩展性。
原先的矿机如何处置？
部分矿机可转挖其他支持工作量证明的加密货币，或通过二手市场出售。也有关注显卡回收与改造利用的环保方案。
权益证明如何保护网络？
验证者需质押ETH作为保证金。若作恶或离线，部分质押金将被罚没，由此形成经济激励约束。
叔块在权益证明中还存在吗？
不存在。权益证明按固定时段分配提案权，不会同时产生多个竞争区块，因此无需叔块机制。
个人参与质押需要多少ETH？
目前直接成为验证者需质押32枚ETH。也可通过质押服务商少量参与，或选择流动性质押衍生品。
本文旨在提供以太坊挖矿机制的历史性技术概述。若需了解当前网络参与方式，请参考权益证明与质押相关资源。