深度：比特币是如何开采的？

加密货币挖矿既困难又昂贵，而且只有零星的回报。尽管如此，由于矿工因工作而获得加密代币奖励，因此采矿业对许多对加密货币感兴趣的投资者具有吸引力。这可能是因为企业家将采矿视为天上掉下来的馅饼，就像 1849 年的加利福尼亚淘金者一样。如果您有技术倾向，为什么不去做呢？

文/卦哥家

但是，在您投入时间和设备之前，请阅读本文以了解采矿是否真的适合您。我们将主要关注比特币。

1）通过挖矿，你可以赚取加密货币，而无需为它存钱。

比特币矿工赚取比特币作为完成添加到区块链的已验证交易的“区块”的奖励。挖矿奖励支付给最先找到复杂哈希难题解决方案的矿工，参与者找到解决方案的概率与网络上总算力的比例有关。您需要 GPU（图形处理单元）或专用集成电路 (ASIC) 来设置采矿设备。

许多采矿业的主要吸引力在于获得比特币奖励的前景。也就是说，您当然不必成为矿工即可拥有加密货币代币。您还可以使用法定货币购买加密货币；您可以使用另一种加密货币在 Bitstamp 等交易所进行交易（例如，使用以太坊或 NEO 购买比特币）；你甚至可以使用在向用户付费的平台上发布博客文章，甚至可以创建赚取利息的加密账户来赚取收入。加密博客平台的一个例子是 Steemit，它有点像一种媒介，只是用户可以使用一种名为 STEEM 的专有加密货币来奖励博客作者。STEEM 然后可以在其他地方交易比特币。本文来自瓜哥公众号

矿工获得的比特币奖励是一种激励，以帮助人们实现挖矿的主要目的：使比特币交易合法化和监控，以确保其有效性。由于这些责任分散在世界各地的许多用户中，比特币是一种“去中心化”的加密货币，或者更确切地说，它不依赖任何权威机构，例如银行或政府来监督其监管。

2）如何挖比特币

矿工因审计员的工作而获得报酬。他们正在做验证比特币交易合法性的工作。这个约定是为了让比特币用户保持诚实，由比特币的创始人中本聪构思。通过验证交易，矿工正在帮助防止“双重支出问题”

双花是指比特币所有者非法使用同一个比特币两次的情况。使用实物货币，这不是问题：一旦你递给某人一张 20 美元的钞票买了一瓶伏特加，你就不再拥有它了，所以你可以用 20 美元的钞票购买隔壁的乐透彩票也没有风险. 虽然存在伪造的可能性，但这与花费相同的美元两次并不完全相同。然而，就数字货币而言，正如 Investopedia 词典所解释的那样，“持有者可能会复制数字代币并将其发送给商家或另一方，同时保留原件。”

假设你有一张真正的 20 美元钞票和一张伪造的 20 美元钞票。如果你尝试同时使用真钞和假钞，有人会不厌其烦地查看两张钞票的序列号，发现它们是相同的数字，所以一定是假的。比特币矿工所做的类似于他们检查交易以确保用户不会非法尝试两次使用相同的比特币。这不是一个完美的类比，我们将在下面详细解释。

一旦矿工验证了价值 1 MB（兆字节）的比特币交易，即所谓的“区块”，这些矿工就有资格获得一定数量的比特币奖励（下文将详细介绍比特币奖励）。中本聪设定的 1MB 限制是一个有争议的问题，因为一些矿工认为​​应该增加区块大小以容纳更多数据，这实际上意味着比特币网络可以处理和验证交易。

请注意，验证 1 万亿笔交易会使硬币矿工有资格赚取比特币，但并非所有验证交易的人都会获得报酬。理论上，一个 1MB 的事务可以小到一个事务（尽管这并不常见）或几千个。这取决于事务占用多少数据。“所以，在验证了这么多交易之后，我可能仍然没有得到任何比特币？” 确实如此。

要获得比特币，您需要满足两个条件。一是努力的问题；另一个是运气问题。

1） 您必须验证大约 1MB 的交易。这是最简单的部分。

2） 你必须是第一个找到正确答案或最接近答案的矿工，这个过程也称为工作量证明。

3）数字题的正确答案是什么意思？

好消息：不涉及高级数学或计算。您可能听说过矿工正在解决困难的数学问题——这并不完全正确。他们实际上是想成为第一个提出 64 位十六进制数 (A) 的矿工。哈希小于等于目标哈希，基本是猜的。

坏消息：这是一个猜测，但每个问题的可能猜测总数为数万亿，这是很多工作。为了首先解决问题，矿工需要大量的计算能力。要成功挖掘，您需要具有高“哈希率”，以每秒兆哈希 (MH/s)、每秒千兆哈希 (GH/s) 和以千兆哈希 (TH/s) 为单位测量。

这是一个大哈希。

如果你想用你的挖矿设备的算力来估算你能挖到多少比特币，瓜格家网站有一个有用的计算器。

4）挖矿与比特币流通

除了支付矿工和支持比特币生态系统之外，挖矿还有另一个重要目的：它是将新的加密货币投入流通的唯一途径。换句话说比特币产生的时代背景，矿工基本上是在“铸造”钱。例如，截至 2020 年 11 月，大约有 1850 万比特币在流通。除了通过创世区块（创始人中本聪创建的第一个区块）铸造的比特币外，这些比特币中的每一个都是由矿工创造的。如果没有矿工，比特币作为一个网络仍然存在并且可用，但永远不会有任何额外的比特币。比特币挖矿终将走到尽头；根据比特币协议，比特币的总数将被限制在 2100 万。但是，随着“开采”比特币的速度随着时间的推移而降低，最终的比特币要到 2140 年左右才会流通。这并不意味着交易将停止验证。矿工将继续验证交易并为此支付费用以维护比特币网络的完整性。

除了短期的比特币收益之外，作为一名硬币矿工，您还可以在提议更改比特币网络协议时“投票”。换句话说，矿工对分叉等问题的决策过程有一定程度的影响。

5）一个矿工赚多少钱

比特币挖矿收益每四年减半。2009 年首次开采比特币时，开采一个区块将为您赚取 50 比特币。2012 年比特币产生的时代背景，这个数字减半至 25 BTC。到 2016 年，这个数字再次减半至 12.5 BTC。2020 年 5 月 11 日，奖金再次减半至 6.25 BTC。2020 年 11 月，比特币的价格约为 17,900 美元/比特币，这意味着完成一个区块可以赚取 111,875 美元（6.25 x 17900）。解决上述复杂的哈希问题）动机似乎是好的。

如果您想准确跟踪这些减半，您可以关注瓜格家财经，它会实时更新此信息。有趣的是，从历史上看，比特币的市场价格往往与进入流通的新硬币的下降密切相关。较低的通货膨胀会增加稀缺性，从历史上看，价格也会随之上涨。

如果您想知道到目前为止已经开采了多少块，有几个位置，包括区块链信息，瓜格家将为您提供实时信息。本文来自瓜哥公众号

6）我需要什么来挖掘比特币？

虽然在比特币的早期历史中，个人可能已经能够与普通家用计算机竞争区块，但现在情况已不再如此。原因是比特币的开采难度会随着时间而变化。为了确保区块链的顺利运行及其处理和验证交易的能力，比特币网络的目标是每 10 分钟左右产生一个区块。但是，如果有 100 万台矿机竞相解决哈希问题，他们可能会比 10 台矿机处理相同问题更快地找到解决方案。因此，比特币旨在每 2016 个区块或大约每两周评估和调整一次挖矿难度。当更多的计算能力聚集在一起开采比特币时，为了保持区块生产稳定，开采难度会增加。更少的计算能力意味着更少的难度。为了弄清楚有多少计算能力，比特币在 2009 年推出时，最初只是一个难度级别。截至 2019 年 11 月，这一数字已超过 13 万亿。

所有这一切都意味着，为了进行有竞争力的挖矿，矿工现在必须投资强大的计算机设备，例如 GPU（图形处理单元），或更现实地说，是专用集成电路 (ASIC)。这些可以从500美元到数万美元不等。一些矿工，尤其是以太坊矿工，购买单独的显卡 (GPU) 作为拼凑采矿作业的低成本方式。下图是一台临时搭建的国产矿机。显卡是那些带有旋转风扇的矩形块。请注意将显卡固定到金属杆上的夹层螺旋系带。这可能不是最有效的挖矿方式，你可以猜到，许多矿工从事挖矿是为了乐趣和挑战以及金钱。

7）“解释为我五岁”版本

比特币挖矿的来龙去脉很难理解。考虑这个散列问题如何工作的例子：我告诉三个朋友我在想一个介于 1 到 100 之间的数字，然后我把这个数字写在一张纸上，然后密封在一个信封里。我的朋友不必猜出确切的数字，他们只需要第一个猜出小于或等于我认为的任何数字即可。他们得到的猜测没有限制。

假设我在考虑数字 19。如果朋友猜 21，他们输了，因为 21>19。如果朋友 ​​B 猜 16，朋友 C 猜 12，那么他们都得到一个理论上可行的答案，因为 16

用比特币的术语来说，同时出现的答案经常出现，但归根结底，只能有一个获胜的答案。当同时给出多个等于或小于目标数的答案时，比特币网络使用 51% 的简单多数来决定向哪个矿工致敬。通常，完成工作最多的是矿工，或者换句话说，是验证交易最多的人。丢失的块成为“孤立块”。孤立块是那些尚未添加到区块链中的块。成功解决哈希问题但未验证大多数交易的矿工不会获得比特币奖励。

8）什么是“64 位十六进制数”？

好吧，这是一个这样的数字的例子：

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee

上面的数字有 64 位。到目前为止，这很容易理解。您可能已经注意到，这个数字不仅由数字组成，还由字母组成。为什么？

为了理解这些字母在数字中间的作用，让我们拆开“十六进制”这个词。如您所知，我们使用“十进制”系统，这意味着它是以 10 为底的。这反过来意味着多位数字的每个数字都有 10 种可能性，从 0 到 9。

另一方面，“十六进制”表示以 16 为基数，因为“十六进制”源自希腊语 6，“十进制”源自希腊语 10。在十六进制系统中，每个数字都有 16 种可能性。但是我们的数字系统只提供了 10 种表示数字的方式（从零到 九）。这就是为什么你必须将字母粘贴进去，尤其是字母 a、b、c、d、e 和 f。

如果您正在挖掘比特币，则无需计算该 64 位数字（哈希）的总值。我再说一遍：你不需要计算哈希的总值。

9）那么，“64位十六进制数字”和比特币挖矿有什么关系呢？

还记得我在一张纸上写下数字 19 并将其放入密封信封的 ELI5 比喻吗？

在比特币挖矿术语中，信封中隐喻的未公开数字称为目标哈希。

矿工们对这些巨大的计算机和数十个冷却风扇所做的只是猜测目标哈希值。矿工通过尽可能快地随机生成尽可能多的“随机数”来进行这些猜测。nonce 是“number used only once”的缩写，nonce 是生成我一直在谈论的这些 64 位十六进制数字的关键。在比特币挖矿中，nonce 的大小为 32 位，远小于哈希的 256 位。第一个随机数生成的哈希小于或等于目标哈希的矿工将获得完成区块的积分并获得 6.25 BTC 的战利品。本文来自瓜哥公众号

理论上，你可以通过将一个 16 面骰子滚动 64 次来获得一个随机数来实现同样的效果，但你到底为什么要这样做呢？

下面的截图取自网站 blockchain.info，可以帮助您一目了然地汇总所有这些信息。你所看到的是对 490163 区块被挖掘时发生的所有事情的总结。生成“获胜”哈希的随机数是 731511405。目标哈希显示在顶部。术语“由 Antpool 中继”指的是这个特定的块是由 Antpool 完成的，Antpool 是更成功的矿池之一（更多关于以下矿池的内容）。正如你在这里看到的，他们对比特币社区的贡献是他们为这个区块确认了 1768 笔交易。如果您真的想查看此区块的所有 1768 笔交易，请转到此页面并向下滚动到标题“交易”

10） "那我怎么猜目标哈希？"

所有目标哈希都以零开头 - 至少 8 个零，最多 63 个零。比特币协议没有最低目标，但有一个最高目标。目标不能大于此数字：

00000000FFFF00000000000000000000000000000000000

以下是随机哈希的一些示例以及它们是否会导致矿工成功的标准：

11）如何最大限度地提高猜到目标哈希的几率？

你必须获得一个快速的采矿设备，或者更现实地说，加入一个采矿池 - 一群硬币矿工，他们结合他们的计算能力并划分开采的比特币。矿池类似于强力球俱乐部，会员集体购买彩票并同意分享任何奖金。不成比例的大量区块是由矿坑而不是由单个矿工开采的。

换句话说，这只是一个数字游戏。您无法根据先前的目标哈希值猜测模式或做出预测。在撰写本文时，最新区块的难度级别约为 17.59 万亿，这意味着任何给定的 nonce 产生低于目标值的哈希的机会是 17.59 万亿一部分。如果您自己工作，即使使用非常强大的采矿设备，可能性也很小。

12）我如何确定比特币是否适合我？

矿工不仅必须考虑与解决散列问题所需的昂贵设备相关的成本。他们还必须考虑到，在寻找解决方案时，采矿设备会使用大量电力来产生大量临时能源。总之，在撰写本文时，比特币挖矿对于大多数个体矿工来说基本上是无利可图的。Gua Gejia Finance 网站提供了有用的计算器，可让您插入哈希速度和电力成本等数字来估算成本和收益。

13）什么是币池？

挖矿奖励支付给第一个找到谜题答案的矿工，参与者找到谜题答案的概率等于网络上总算力的一小部分。拥有少量采矿权的参与者自己发现下一个区块的机会非常小。比如一张几千元就能买到的矿卡，占全网算力的不到0.001%。由于找到下一个区块的机会如此之小，矿工可能需要很长时间才能找到一个区块，而不断上升的难度让情况变得更糟。矿工可能永远无法收回他们的投资。这个问题的答案是我的矿。该矿由第三方运营，并有一个矿工协调小组。通过在一个矿池中合作并在所有参与者之间共享付款，矿工从他们被激活的那一天起就会收到稳定的比特币流。部分矿坑的统计数据可以在卦个家网站的区块链上看到。本文来自瓜哥公众号

14）我算了一下。忘记采矿。有没有一种不那么繁琐的加密货币赚钱方式？

如上所述，获得比特币的最简单方法是在众多交易所之一购买。或者，您可以利用“镐策略”，该策略基于 1849 年加利福尼亚淘金热期间的旧观念，明智的投资不是淘金，而是使用镐进行采矿。或者，用现代的话来说，就是投资那些做出选择的公司。在加密货币的背景下，镐等价物将是一家生产比特币采矿设备的公司。例如，您可能会考虑寻找制造 ASIC 设备或 GPU 的公司。

15）比特币挖矿合法吗？

比特币挖矿的合法性完全取决于你的地理位置。比特币的概念可能会威胁到法定货币的主导地位和政府对金融市场的控制。因此，比特币在某些地方是完全非法的。

比特币所有权和采矿在更多国家是合法的。阿尔及利亚、埃及、摩洛哥、玻利维亚、厄瓜多尔、尼泊尔和巴基斯坦是非法的。一般来说，比特币的使用和开采在世界大部分地区都是合法的。

16）挖矿风险

采矿业的风险通常是金融和监管风险。如前所述，比特币挖矿和挖矿一般来说是一种金融风险。人们可以不惜一切代价购买价值数百或数千美元的采矿设备，而没有任何投资回报。也就是说，可以通过加入矿池来减轻这种风险。如果您正在考虑采矿并且居住在禁止采矿的地区，您应该重新考虑。在投资挖矿设备之前，最好先研究一下当地的相关法规和对加密货币的一般看法。

比特币挖矿（和其他工作量证明系统）的增长带来的另一个潜在风险是运行挖矿算法的计算机系统使用的能源量不断增加。虽然 ASIC 芯片的微芯片效率大大提高，但网络本身的增长已经超过了技术进步。因此，人们担心比特币挖矿对环境的影响和碳足迹。然而，正在努力通过为采矿作业寻找更清洁、更绿色的能源（如地热或太阳能）以及利用碳抵消信用来减轻这种负面的外部性。另一种策略是转向能源密集程度较低的共识机制，例如以太坊计划中的股权证明（PoS）；然而，PoS 有其自身的一系列缺点和低效率。

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