什么是比特币挖掘？比特币挖掘原理分析

什么是比特币挖掘？了解比特币的人或多或少都知道 “采矿”是参与比特币网络维护的节点，通过协助生成新区块获得一定数量的新比特币。当用户发布交易时，有人需要确认交易并写入区块链，以形成一个新的区块。

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谁应该在一个相互不信任的系统中完成这件事？比特币网络采用 “挖矿” 解决这个问题的方法。目前，每次 10 产生一个不超过一分钟的产生 1 MB 大小块，串联到最长的链尾，每个块的成功提交者都可以得到系统 12.5 个人比特币奖励，以及用户附加到交易中的支付服务费。

以比特币为例。采矿的具体过程是：参与者根据上一个块 hash 值，10 分钟内验证的交易内容，加上自己猜测的随机数 X，让新区块的 hash 值小于比特币网络中给定的数量。这个数字越小，计算起来就越难。系统将根据上一周期的挖掘时间，每两周调整挖掘难度，以调整生成块的稳定时间 10 分钟左右。为避免震荡，每次调整的最大幅度是 4 倍。

自然，有些人会认为，如果我有很强的计算能力，我会计算出所有的块，拒绝承认别人的交易内容，它会破坏比特币网络吗。事实上， 51% 计算能力可以攻击整个网络。

那么有没有办法保护它呢？除了尽量避免将计算能力放在同一组织手中外，如果矿工认为矿池掌握了太多的计算能力，矿工应该主动更换矿池进行采矿，有人提出了解决这个问题 PoS，因为 PoW 机制的安全性只能来自区块挖掘收入，矿工的激励来自于避免区块收入损失的风险 PoW 依靠大量的激励来保证巨大的计算能力来运作。

PoS 打破这种对称性不是依靠收入来确保安全，而是依靠惩罚。矿工必须支付大量押金，并获得少量奖励，以补偿冻结押金和运营节点的费用，但逆转交易的最大费用来自数百到数千倍的惩罚（押金被消耗）。PoS 的哲学不是 “安全来自电力消耗”，而不是电力消耗 “安全来自存款”。

众所周知，比特币的总量约为2100万美元，但如何获得比特币一定是很多人会感到困惑的事情。也许很多人都听说过“采矿”这个词，但什么是“采矿”呢？比特币的“采矿”和我们传统的“采矿”有什么区别？

(传统理解中的“开采”一般是指黄金、宝石等稀有金属行业和石油、天然气等能源资源行业的开采步骤。)

首先，“采矿”是生产比特币的唯一途径，市场上只有一种来源。用传统的思维来理解，埋藏比特币的区块链网络相当于“采矿”，“采矿”使用的机器被称为“采矿机”，“采矿机”一般是计算机软件，一般由开源社区或个人开发者提供。

早期的采矿参与者很少，整个网络的计算能力也很低。个人可以通过计算机显卡甚至CPU轻松挖掘比特币。然而，随着大量矿工的加入，整个网络计算能力的持续竞争力有所提高，个人通过普通计算机直接挖掘比特币的可能性迅速下降。目前，个人通过普通计算机挖掘比特币的可能性趋于0.

采矿的关键工具之一是“采矿机”。采矿机的目的是硬件设计和优化采矿算法，由于采矿数量的急剧增加和加入“采矿”行业的个人数量的增加，特殊的采矿芯片出现在历史时刻。采矿机械的竞争已经深入到计算机芯片的设计和制造层面。目前，市场上的采矿机械成本较高，一般由公司整体运营，并出售或出租。

即使有特殊的矿机，单个矿工或机构也很难独自获得比特币。因为在形式上，比特币的记账权每次只能由一名矿工获得，一旦有人获得了权限，其他参与竞争的对手将没有收获。

因此，个人采矿的成本是巨大的。为了改变这种情况，一些人提出了“矿池”的概念。集中大量设备和矿工共同开采，然后根据计算能力分配给个人计算机，最大限度地降低比特币开采失败的风险。