什么是比特币挖矿，它是如何工作的？

中本聪对比特币的愿景的核心是挖矿，这是一个既保护网络又鼓励参与的过程。看看它怎么运作。

简而言之，比特币挖矿是向比特币的公共区块链添加和验证交易块的过程。比特币使用“工作量证明”共识机制，这需要矿工投入昂贵的挖矿硬件和电力。矿工们竞相解决一个复杂的密码难题，并获得新铸造的比特币作为奖励。

比特币挖矿是将交易块添加到公共区块链并对其进行验证的过程。这也是创建新比特币的过程——这种机制既可以确保区块链的完整性，又可以鼓励人们参与网络。矿业公司竞相向区块链添加新区块。开采比特币需要矿工的大量承诺；加密货币正常运行以及人们对其合法性充满信心所需的一项昂贵且耗时的任务。

自从中本聪创建比特币以来，大多数人都听说过挖矿十多年了。但这究竟意味着什么——你如何开采比特币？

什么是比特币挖矿？

开采比特币不像在地下深处开采黄金或煤炭。它指的是验证使用比特币进行的交易。矿工是那些维护和审计支持加密货币的区块链网络的个人或公司。他们通过完成已验证交易的“块”来做到这一点，这些交易被添加到区块链中；当矿工完成一个区块时，他们将获得比特币奖励。

大约每四年，开采比特币的奖励就会减半，这一事件被称为“减半”。2020 年 5 月，区块奖励从每区块 12.5 BTC 降至 6.25 BTC。比特币挖矿不像以前那么便宜，但这仍然不能阻止投资者开展这项活动。比特币的整体回报是通过合法化和监控网络来推动加密货币交易的动力。由于这一责任由全球许多用户承担，比特币是一种去中心化的加密货币，这意味着它不依赖于政府或银行等中央机构来保证其可信度。

为什么比特币需要矿工？

挖矿实际上是一个审计和验证比特币交易以防止“双重支出”问题的过程。双花是指拥有加密货币的人试图将同一个硬币花两次。使用实物货币，你不能用 20 英镑在酒吧里买一杯饮料，然后用同样的 20 英镑在商店里买东西。

对于加密货币，持有比特币的人可能会复制比特币并将其提供给商家，而不是实际提供给商家。在现实世界中，收银员会盯着一张 20 美元的钞票以确保它不是伪造的——而这正是比特币矿工试图用加密货币做的事情；他们正在检查以确保交易没有经过两次。

比特币挖矿过程是怎样的？你能用它做什么？

比特币使用一种称为“工作证明”的共识机制。

比特币挖矿流程如下：

️中的一台矿工电脑称为节点，它将过去十分钟内的单笔比特币交易收集并打包成一个区块。该节点与网络中的其他节点竞争以解决复杂的密码问题，并成为第一个为区块链验证新块的节点。

第一个解决问题的矿工将他们的成功广播到整个网络。

然后其他节点检查他们的解决方案是否正确。如果正确，则将新块添加到区块链中，整个过程重新开始。

由于矿业公司是第一个解决问题的公司，它可以赚取比特币作为奖励。

比特币挖矿硬件在区块头上运行加密哈希函数。这意味着每个矿工都会创建一个“候选块”，其中包含来自节点内存池的未确认交易。该块包括一个块头，该块头总结了块内的数据，以及对区块链中现有块的引用和一个随机数（“一次性数字”）。在比特币中，现在是 0 到 4,294,967,296 之间的整数。

这个块头然后通过 SHA256 哈希函数传递；如果结果数字高于当前目标哈希，矿工调整随机数并重试。矿工每秒这样做数千次。难度目标为256位；每 2016 个区块（大约每两周）调整一次，以确保平均每 10 分钟开采一个区块。如果幸运矿工的哈希函数抛出的结果低于当前目标哈希，则将该区块广播到网络。

每个节点检查区块头哈希是否符合目标，如果确认，则将新挖掘的区块添加到区块链中。矿工以比特币支付；这种凭空产生新比特币的交易称为“coinbase 交易”，并包含在候选区块中。这些激励措施可以激励员工参与，使公司运行更加顺畅。币发行率由挖矿代码设定，以确保矿工始终在 10 分钟左右赢得区块。这样做是为了保护系统并防止矿工创建自己的比特币。

比特币每挖出一次，密码学问题就变得更难解决，这意味着矿工需要更高的算力才能成功获得区块奖励。这意味着需要更高的计算能力才能获得相同数量的加密货币。第一批比特币矿工使用他们计算机的 CPU 来完成加密问题。不久之后，矿工们发现图形处理单元 (GPU) 比 CPU 更高效比特币挖矿机怎么用，从而引发了矿机硬件的军备竞赛。比特币矿工现在使用称为专用集成电路 (ASIC) 矿工的专用硬件，但以太坊和其他加密货币矿工仍然使用 GPU，这导致显卡短缺。

解决加密问题对于保护比特币网络免受攻击是必要的。在区块链上逆转交易需要全网 51% 的算力。这确保了任何攻击都是困难且毫无意义的，因为攻击者必须拥有比其他任何人更多的挖矿硬件。中国对比特币挖矿等的打击随着比特币挖矿的成熟，个体矿工的准入门槛已经提高。今天，大多数挖矿都是由矿工“矿池”完成的，他们结合自己的资源并尝试利用他们积累的计算能力来赚取比特币奖励。

直到 2021 年年中，大多数矿池都位于中国。这种情况在 2021 年 5 月发生了变化比特币挖矿机怎么用，当时中国国务院将比特币挖矿列入需要监控的金融风险清单。这标志着在中国对碳中和的承诺以及即将推出的数字人民币（一种央行数字货币和比特币的竞争对手）的推动下，全国范围内对加密采矿进行了全面打击的开始。

随后，内蒙古、新疆、青海、云南、四川等省政府实施了一系列的挖矿禁令，导致比特币挖矿算力暴跌。此后，中国矿工纷纷转移到包括哈萨克斯坦在内的国家，而其他国家的矿工则填补了这一空白，其结果是，到 2021 年 10 月，美国已经超过中国成为全球最大的比特币挖矿市场。

矿工受电价的影响很大，因为工作量证明挖矿会消耗大量电力；许多矿工已经搬迁他们的业务以利用廉价电力。你知道吗？比特币的供应量上限为 2100 万。当在 2140 年左右开采完所有 2100 万个 BTC 时，矿工将获得交易费用奖励。比特币挖矿因其高能耗而受到批评，到 2021 年约为 11.8 吉瓦或 103.31 太瓦时——超过 12 座核电站的产量。

一些加密货币支持者认为，它是一种“能源货币”，鼓励使用剩余能源；事实上，美国和伊朗的几家发电厂正在使用过剩的天然气进行大规模的比特币采矿作业。其他矿业公司正在寻找核电。萨尔瓦多政府于 2021 年制作了比特币法定货币，甚至开始利用火山的地热能开采比特币。关于比特币总能源消耗中有多少来自可再生能源的数据各不相同，估计在 39% 到 75% 之间（尽管更高的估计通常来自加密行业的公司）。比特币矿工目前产生的碳足迹与孟加拉国相当。

在这种批评的推动下，一些加密货币正在从工作量证明共识机制转向称为权益证明 (PoS) 的系统。权益证明加密货币没有矿工，而是拥有验证者。这些验证者将他们的加密货币赌在哪个区块将被添加到链中的赌注旁边。如果成功，验证者将获得与其权益成正比的奖励。以太坊是继比特币之后市值第二大的加密货币，随着以太坊2.0 的升级，正在转向权益证明模型。然而，比特币仍然坚持中本聪十多年前在原始比特币白皮书中倡导的经过验证的共识模型。