比特币挖矿是新比特币进入流通的过程。这也是网络确认新交易的方式，是区块链账本维护和开发的关键组成部分。“挖掘”是使用解决极其复杂的计算数学问题的复杂硬件执行的。找到问题解决方案的第一台计算机接收下一个比特币 块，并且该过程再次开始。
加密货币挖掘是艰苦的、昂贵的，而且只会偶尔获得回报。尽管如此，采矿对许多对加密货币感兴趣的投资者具有吸引力，因为矿工使用加密代币获得奖励。这可能是因为企业家类型将采矿视为天堂的便士，就像 1849 年的加利福尼亚淘金者一样。如果您有技术倾向，为什么不这样做呢？
矿工获得的比特币奖励是一种激励，激励人们协助挖矿的主要目的：合法化和监控比特币交易，确保其有效性。由于世界各地的许多用户都承担着这些责任，比特币是一种“去中心化”的加密货币，或者说不依赖于中央银行或政府等任何中央机构来监督其监管。但是，在您投入时间和设备之前，请阅读此说明以了解采矿是否真的适合您。
关键要点
- 通过挖矿，您可以赚取加密货币而无需为此投入资金。
- 比特币矿工收到比特币作为完成验证交易“区块”的奖励，这些交易被添加到区块链中。
- 挖矿奖励支付给首先发现复杂哈希难题的解决方案的矿工，参与者将成为发现解决方案的人的概率与网络总算力的比例有关。
- 您需要图形处理单元 (GPU) 或专用集成电路 (ASIC) 来设置采矿设备。
为什么比特币需要矿工
区块链“挖掘”是网络中节点为了获得新代币而进行的计算工作的隐喻。实际上，矿工作为审计员的工作基本上是获得报酬的。他们正在做验证比特币交易合法性的工作。该约定旨在让比特币用户保持诚实，并由比特币创始人中本聪构思。通过验证交易，矿工正在帮助防止“双花问题”。
双花是比特币所有者非法使用相同的比特币两次的情况。使用实物货币，这不是问题：当您递给某人一张 20 美元的钞票来购买一瓶伏特加时，您不再拥有它，因此您可以使用同一张 20 美元的钞票在隔壁购买乐透彩票，这没有危险。尽管假钞是可能的，但它与实际上花费相同的美元两次并不完全相同。然而，正如 Investopedia 词典所解释的那样，对于数字货币，“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。”
假设您有一张合法的 20 美元钞票和一张同样 20 美元的假钞。如果你要同时花真钞和假钞，那么费力查看两张钞票的序列号的人会发现它们是同一个数字，因此其中一张必须是假的。区块链矿工所做的与此类似——他们检查交易以确保用户没有非法尝试两次使用相同的比特币。这不是一个完美的类比——我们将在下面更详细地解释。
为什么要开采比特币？
除了满足矿工的腰包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释放到流通中的唯一途径。换句话说，矿工基本上是在“铸造”货币。例如，截至 2022 年 3 月，在 2100 万枚比特币中流通的比特币不到 1900 万枚。
除了通过创世区块（创始人中本聪创建的第一个区块）铸造的硬币之外，这些比特币中的每一个都是由于矿工而产生的。在没有矿工的情况下，比特币作为一个网络仍然存在并且可以使用，但永远不会有任何额外的比特币。然而，由于比特币“开采”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，以保持比特币网络的完整性。
要获得新的比特币，您需要成为第一个获得正确答案或最接近数字问题答案的矿工。此过程也称为工作量证明 (PoW)。开始挖矿就是开始参与这种工作量证明活动以找到难题的答案。
没有真正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——这是真的，但不是因为数学本身很难。他们实际上正在做的是试图成为第一个提出小于或等于目标哈希的 64 位十六进制数字（“哈希”）的矿工。这基本上是猜测。
所以这是一个随机的问题，但是每个问题的可能猜测总数达到数万亿，这是一项非常艰巨的工作。并且可能的解决方案数量（称为挖矿难度级别）只会随着加入挖矿网络的每个矿工而增加。为了首先解决问题，矿工需要大量的计算能力。要成功挖掘，您需要具有较高的“哈希率”，它以每秒千兆哈希 (GH/s) 和每秒太哈希 (TH/s) 来衡量。
除了新铸造的比特币的短期回报外，当比特币网络协议提出更改时，作为一名硬币矿工还可以为你提供“投票”权。这被称为比特币改进协议（BIP）。换言之，矿工对 分叉等事项的决策过程有一定程度的影响。您拥有的算力越多，您必须为此类举措投下的选票就越多。
矿工赚多少钱
比特币挖矿的奖励大约每四年减少一半。当比特币于 2009 年首次开采时，开采一个区块将为您赚取 50 BTC。2012 年，这一数字减半至 25 BTC。到 2016 年，这一数字再次减半至 12.5 BTC。2020 年 5 月 11 日，奖励再次减半至 6.25 BTC。
截至 2022 年 3 月，比特币的价格约为每比特币 39,000 美元，这意味着您完成一个区块将获得 243,750 美元（6.25 x 39,000）。解决上面详述的复杂哈希问题似乎是一个不错的动机。
要准确跟踪这些减半发生的时间，您可以查阅比特币时钟，它会实时更新此信息。有趣的是，比特币的市场价格在其整个历史中，往往与进入流通的新硬币的减少密切相关。这种降低的通货膨胀率增加了稀缺性，从历史上看，价格也随之上涨。
你需要什么来挖掘比特币
尽管在比特币历史的早期，个人能够与普通的家用个人电脑竞争区块，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。
为了保证区块链运行顺畅，能够处理和验证交易，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 台矿机解决同一问题的情况更快地找到解决方案。出于这个原因，比特币旨在每 2,016 个区块或大约每两周评估和调整一次挖矿难度。
当有更多的计算能力共同挖掘比特币时，为了保持稳定的出块速度，挖矿的难度会增加。更少的计算能力意味着难度级别降低。在今天的网络规模下，一台个人计算机挖掘比特币几乎肯定会一无所获。
采矿硬件
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，例如图形处理单元 (GPU)，或者更现实地说，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——购买单独的显卡作为拼凑采矿作业的低成本方式。
今天，比特币挖矿硬件几乎完全由 ASIC 机器组成，在这种情况下，它们专门做一件事，而且只做一件事：为比特币挖矿。今天的 ASIC 比 CPU 或 GPU 强大许多数量级，并且随着新芯片的开发和部署，每隔几个月就会获得更多的哈希能力和能源效率。今天的矿工可以生产近 200 TH/s 的能量，每 terahash 仅 27.5 焦耳。
类比
假设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。我的朋友不必猜测确切的数字；他们只需要成为第一个猜出任何小于或等于它的数字的人。他们得到的猜测次数没有限制。
假设我在想数字 19。如果朋友 A 猜 21，他们输了，因为 21 > 19。如果朋友 B 猜 16，朋友 C 猜 12，那么理论上他们都得出了可行的答案，因为 16 < 19和 12 < 19。朋友 B 没有“额外得分”，即使 B 的答案更接近 19 的目标答案。现在想象我提出“猜猜我在想什么数字”的问题，但我'我不只是问三个朋友，我也不是在想 1 到 100 之间的数字。相反，我问的是数百万潜在的矿工，我在想的是一个 64 位的十六进制数。现在您会发现要猜出正确的答案非常困难。如果 B 和 C 同时回答，则系统崩溃。
在比特币术语中，同时出现的答案经常发生，但最终只能有一个获胜的答案。当同时出现多个等于或小于目标数量的答案时，比特币网络将通过简单多数（51%）决定尊重哪个矿工。
通常，完成最多工作的是矿工，或者换句话说，是验证最多交易的矿工。丢失的块然后变成一个“孤块”。孤立块是那些没有添加到区块链中的块。成功解决哈希问题但没有验证最多交易的矿工不会获得比特币奖励。
