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详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本 - 知乎

详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本 - 知乎切换模式写文章登录/注册详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本S-Maruko从入门到精通，看我就够了！​​ 比特币挖矿就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。　　相信很多人都听说过比特币挖矿的说法，不知道有多少人真正理解这个概念。在矿产领域，挖矿的概念其实很容易理解，就是从富含某种矿物质的矿石中提炼出矿物质的过程，而所谓的矿工就是那些头戴安全头盔，从事提炼矿物质的工人，他们的形象在我们的脑海中恐怕一点也不陌生。　　比特币世界的挖矿和矿产领域的挖矿还是有很多相似之处的，都是在挖掘有价值的资产，都需要花费一定的代价，都能给挖矿的人带来一定的收益。矿产领域的挖矿可以得到相对稀缺的矿产资源，同时要付出体力和承担安全风险的代价;而比特币的挖矿可以得到比特币奖励，同时要付出计算机算力的代价。　　矿产领域的矿工是靠大型的机械设备，而比特币世界里的矿工是靠专业的计算机设备，伴随着激烈竞争，比特币的挖矿设备从最开始的普通计算机，到现在的越来越专业的挖矿设备。　　不过比特币世界的挖矿和矿产领域的挖矿也还是有很多不同的，比特币世界的挖矿还是发行新比特币的唯一方式，同时也是在去中心化的网络中保证民主和竞争的重要手段，但是它也不是一点坏处都没有，比如浪费了大量的计算机算力和电力。至于为什么会这么说，看完接下来的文字我想你就会明白了。　　文章导读：​　　1.什么是挖矿​　　2.如何证明谁的工作量最多​　　3.什么是工作量证明(POW)​　　4.挖矿是一场接力赛​　　5.小结　　1. 什么是挖矿　　如果还不了解区块链的话，可以参考不懂技术?老司机带你轻松理解区块链知识，比特币的网络中传播着大量的交易信息，既然没有中心化的统一服务，那么谁来确认这些交易的合法性，以及达成统一的共识呢?我们可以想想中心化服务的支付宝是如何解决这两个问题的，支付宝其实是买卖双方的中间担保，它负责确认每一笔交易是否合法，并且等双方在线下的交易没有问题时，才将资金转给卖方，这就保证了不会出现某一方作弊或者不认账的问题。　　但是比特币网络中没有像支付宝这样的担保角色，那么它是如何做到交易的正常进行的呢?其实答案也很简单，就是由网络中的所有全节点共同决定这份交易是否合法，通过共同维护同一份帐薄来确保交易不会违约和篡改。　　这就如同有10个人共同见证了两个人的交易，并一起确认这笔交易的合法性，同时每个人都维护了一份账本，这笔交易会记录到每个人各自维护的同一套账本上，如果有人要违约或篡改交易数据，他需要同时改掉至少6个人的账本(少数服从多数)。否则如果只改自己的那一份账本，别人很容易就看出他的作弊行为，想想掩耳盗铃的故事应该就能明白了。　　说回到比特币世界的挖矿，挖矿就是比特币世界里的矿工确认每一笔交易是否合法(关于如何确认交易合法，可以参考一文看懂比特币交易的全过程)，并将合法的交易写入到统一的公共帐薄上，同时会获得一定的新比特币和交易费的奖励的过程。奖励是为了鼓励更多的矿工加入进来，确保不会出现某一个节点独断专权的情况，至于奖励给哪一个矿工，这就要看谁的工作量更多了，在比特币的世界里，是靠共同解决某一个数学问题来证明工作量的多少。　　这就如同在竞争激励的市场经济中，每个公司都会拼尽全力提供更好的服务和产品才能生存下去，这样就不太容易产生垄断和腐败，而竞争的结果促进了资源的有效配置，社会的整体财富就会不断增长，最终所有人都会受益，当然受益最大的还是对社会贡献最大的企业家。　　而在计划经济下，所有的生产安排和资源分配，都掌握在少数人手中，权力的过度集中必然会导致腐败，也不利于资源的合理配置，长远来看，只能是绝大大多数人普遍赤贫，而受益最大的往往是掌握更多资源的人。想想改革开放前后的中国，就能明白计划经济和市场经济的不同效果了。　　总结一下，挖矿就是矿工为了得到新发行的比特币和交易费的奖励，主动去确认交易是否合法，并将合法的交易写入共同维护的帐薄中的过程。而奖励是为了确保矿工有更多的积极性，避免权力集中在少数人手中，同时奖励也是比特币发行的唯一方式。　2. 如何证明谁的工作量更多　　刚才提到了挖矿的奖励会给工作量最多的那个人，那么如何证明谁的工作量最多呢。其实也很简单，就是大家共同去解同一道数学题，这道数学题需要一定的计算量才能做出来，而率先得到答案的矿工就是最终的胜出者，分享最终的奖励。　　相信大家以前都玩过数独游戏(没玩过的同学请自行搜索游戏规则)，简单来说就是每一行与每一列必须出现1～9的数字，每个小九宫格内也必须有1～9的数字，并且每个数字在每行、每列和每个小九宫格里出现且仅能出现一次。游戏刚开始只会给出有限的几个位置上的数字，其他的位置都需要计算分析才能得出来正确的数字。​　　由这张游戏图可以看出，想要计算分析出每一个位置上的数字，还是需要花费不少力气的，但是填完之后来验证是否正确就简单很多，看一下横排、竖排以及小九宫格是否没有重复的数字即可。　　而比特币挖矿的数学题也有这样的特性，就是计算起来很费事，但是验证起来却很简单。当然了，挖矿的数学题不是求解一道数独题目，而是计算一道概率题。　　先举一个简单的掷骰子游戏，假如说有两个骰子，如果我说掷出一个骰子之和小于等于12的组合，你肯定会说这还不简单，随便掷，任一个组合都肯定小于等于12，一点难度都没有。好，那假如我把条件设为小于等于8呢，可能就不是每次都能掷出来了，它的概率是0.72;如果我再把条件设小呢，如果是4呢，那么掷出来的可能性就会进一步减小，概率为0.11。(这里默认大家都会计算概率，如果不懂的话，只需要知道概率在不断减小就可以，想想现实的场景，这点应该不难理解)3. 什么是工作量证明(POW)　　理解了掷骰子游戏，再来介绍挖矿的工作量证明(POW Proof-Of-Work)算法就很简单了，在之前一篇介绍区块链的文章不懂技术?老司机带你轻松理解区块链知识中，曾经提到过区块的数据结构，当时提到了两个数据是和挖矿相关的，当时没有详细说明，现在就可以拿出来分析了。　　这里的难度目标和Nonce就是和挖矿相关的参数，我们都知道比特币网络平均每10分钟产生新的比特币，也就是说挖矿的平均时间为10分钟，也许你会问怎么确保刚好是10分钟呢。其实答案很简单，就是控制数学题目的难度，假如某个人的解题速度在不断提升，那么我只要提高题目难度，就可以保证他解答的时间大致衡定。　　在比特币世界中，解题速度和计算机的算力有直接的关系，想想今天的一台计算机和20年前的一台计算机去解同一道复杂的数学题，谁先计算出来，我想你肯定也认同是今天的计算机率先求出答案。如果我告诉你，谁先解出答案，就给谁丰厚的奖励，大家肯定会拼命提高计算机的性能，这也是全球各个矿工在不断提高算力的原因，因为大家都想快速解出答案，以获得奖励。　　说回到难度目标和Nonce两个参数，挖矿的题目是这样的，每一个区块头都有唯一的哈希值，我现在要求你在这个哈希值后面添加一个随机数字(一般是从零开始递增)，然后再去计算这个结果的哈希值，直到求出来的哈希值小于某一个数字，而这个数字是由一个常数除以上面的难度目标得出来的。　　如果你理解了上面的掷骰子游戏应该能看懂这道题目，其实就是通过不同的数字不断地计算哈希值，直到答案小于某一个目标数字，这个目标数字越小，难度就越大，跟上面的骰子一样，结果越小，掷出来的概率就越小。而这个目标数字是由难度目标决定的，难度目标数字越大，除出来得到的目标数字就越小。　　Nonce计数器主要是统计总共计算了多少次，就如同掷骰子一样，虽然可以一把掷出要求的数字，但是多次平均下来，肯定是符合概率统计的，这样别的矿工就可以根据Nonce数字大小再一次印证这个矿工是否有作弊。　　至此你应该已经明白工作量证明算法的大致逻辑了吧，本质上就是在求一个概率题，谁先算出来就算谁赢，奖励就归谁。难度随着答题的速度会动态调整，而这个难度就是由上面的难度目标值决定，这样就能保证平均每10分钟完成一次挖矿。　　4. 挖矿是一场接力赛　　一旦一个矿工成功挖矿，根据数独游戏的逻辑，其他矿工很快就能验证是否成功，一旦验证通过就会将区块放入自己维护的区块链中，并赶紧投入到下一次的挖矿，不带有一丝一毫的犹豫。如此激烈的竞争伴随的结果，就是每个矿工都不断提升自己的计算机性能，结果就是大家的挖矿设备都不断升级，以至于现在的矿场都是紧挨发电厂，用最先进的专用挖矿芯片。　　这里其实还有一个问题，就是假如说有两个矿工同时计算出结果怎么办?这个时候就会出现分叉，也就是说区块链的末端区块存在分歧了，其实这只会临时出现，并不会长久存在。原因是一旦其他矿工确认了本次挖矿成功，就会投入到下一次挖矿，如果其他矿工又挖矿成功了，这条区块链路就会比另一条区块链路多出一个区块，区块链中的原则就是只认最长的链路，所以另一个挖矿成功的矿工很快就会舍弃之前的区块，以最长的区块链为准。　　而奖励也是要得到大多数的矿工认可后才会有效，毕竟账本是所有的人一起维护的，只有大多数人的账本上认可你的挖矿结果才有效。所以临时的分叉并不会影响最终的奖励，其实10分钟的挖矿时间也是比特币之父“中本聪”对效率和共识的一种平衡。　　看到这里也许你就会明白，为什么会说挖矿浪费了很多算力和电力，因为胜出者往往只有一个，其他的矿工就相当于白忙活了，但是他们的计算机已经投入计算了，这笔算力和与之相对应的电力也就此浪费了。　　这恐怕就是为了维护民主化的代价，如果让中心化的节点去统一确认交易，并写入公共帐薄，那么很容易滋生出腐败，这也不符合中本聪一开始的去中心化的设计理念，但是靠挖矿决定输赢又会导致资源浪费，只能说任何事情都是有成本和代价的，只要收益大于成本，这件事就有做的价值，比特币现在的价格相比用于计算的电费还是划算得多。5. 小结　　关于比特币的挖矿到此就全部介绍完了，不知道你有没有看明白。总结一下就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。这种靠竞争来解决交易共识的问题，避免了单一节点垄断整个网络的风险，让整个网络形成了良性竞争的局面。　　当然随着全网算力的提高，篡改的难度就越来越大了，因为你要改至少51%的全节点的账本，这就要求你的算力至少是其他51%全节点的总和，这个难度现在已经大到无法想象的程度，而且即便能做到，为此付出的电费代价也会让篡改者掂量一下这么做是否划算。关于比特币的挖矿到此就全部介绍完了，不知道你有没有看明白。总结一下就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。这种靠竞争来解决交易共识的问题，避免了单一节点垄断整个网络的风险，让整个网络形成了良性竞争的局面。　　——The End——『声明：本文转载于公众号“扬帆沧海”』发布于 2021-05-13 13:48比特币 (Bitcoin)btc挖矿挖矿​赞同 39​​4 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

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详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本 - 知乎切换模式写文章登录/注册详解比特币挖矿— 应该是史上最通俗易懂的版本S-Maruko从入门到精通，看我就够了！​​ 比特币挖矿就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。　　相信很多人都听说过比特币挖矿的说法，不知道有多少人真正理解这个概念。在矿产领域，挖矿的概念其实很容易理解，就是从富含某种矿物质的矿石中提炼出矿物质的过程，而所谓的矿工就是那些头戴安全头盔，从事提炼矿物质的工人，他们的形象在我们的脑海中恐怕一点也不陌生。　　比特币世界的挖矿和矿产领域的挖矿还是有很多相似之处的，都是在挖掘有价值的资产，都需要花费一定的代价，都能给挖矿的人带来一定的收益。矿产领域的挖矿可以得到相对稀缺的矿产资源，同时要付出体力和承担安全风险的代价;而比特币的挖矿可以得到比特币奖励，同时要付出计算机算力的代价。　　矿产领域的矿工是靠大型的机械设备，而比特币世界里的矿工是靠专业的计算机设备，伴随着激烈竞争，比特币的挖矿设备从最开始的普通计算机，到现在的越来越专业的挖矿设备。　　不过比特币世界的挖矿和矿产领域的挖矿也还是有很多不同的，比特币世界的挖矿还是发行新比特币的唯一方式，同时也是在去中心化的网络中保证民主和竞争的重要手段，但是它也不是一点坏处都没有，比如浪费了大量的计算机算力和电力。至于为什么会这么说，看完接下来的文字我想你就会明白了。　　文章导读：​　　1.什么是挖矿​　　2.如何证明谁的工作量最多​　　3.什么是工作量证明(POW)​　　4.挖矿是一场接力赛​　　5.小结　　1. 什么是挖矿　　如果还不了解区块链的话，可以参考不懂技术?老司机带你轻松理解区块链知识，比特币的网络中传播着大量的交易信息，既然没有中心化的统一服务，那么谁来确认这些交易的合法性，以及达成统一的共识呢?我们可以想想中心化服务的支付宝是如何解决这两个问题的，支付宝其实是买卖双方的中间担保，它负责确认每一笔交易是否合法，并且等双方在线下的交易没有问题时，才将资金转给卖方，这就保证了不会出现某一方作弊或者不认账的问题。　　但是比特币网络中没有像支付宝这样的担保角色，那么它是如何做到交易的正常进行的呢?其实答案也很简单，就是由网络中的所有全节点共同决定这份交易是否合法，通过共同维护同一份帐薄来确保交易不会违约和篡改。　　这就如同有10个人共同见证了两个人的交易，并一起确认这笔交易的合法性，同时每个人都维护了一份账本，这笔交易会记录到每个人各自维护的同一套账本上，如果有人要违约或篡改交易数据，他需要同时改掉至少6个人的账本(少数服从多数)。否则如果只改自己的那一份账本，别人很容易就看出他的作弊行为，想想掩耳盗铃的故事应该就能明白了。　　说回到比特币世界的挖矿，挖矿就是比特币世界里的矿工确认每一笔交易是否合法(关于如何确认交易合法，可以参考一文看懂比特币交易的全过程)，并将合法的交易写入到统一的公共帐薄上，同时会获得一定的新比特币和交易费的奖励的过程。奖励是为了鼓励更多的矿工加入进来，确保不会出现某一个节点独断专权的情况，至于奖励给哪一个矿工，这就要看谁的工作量更多了，在比特币的世界里，是靠共同解决某一个数学问题来证明工作量的多少。　　这就如同在竞争激励的市场经济中，每个公司都会拼尽全力提供更好的服务和产品才能生存下去，这样就不太容易产生垄断和腐败，而竞争的结果促进了资源的有效配置，社会的整体财富就会不断增长，最终所有人都会受益，当然受益最大的还是对社会贡献最大的企业家。　　而在计划经济下，所有的生产安排和资源分配，都掌握在少数人手中，权力的过度集中必然会导致腐败，也不利于资源的合理配置，长远来看，只能是绝大大多数人普遍赤贫，而受益最大的往往是掌握更多资源的人。想想改革开放前后的中国，就能明白计划经济和市场经济的不同效果了。　　总结一下，挖矿就是矿工为了得到新发行的比特币和交易费的奖励，主动去确认交易是否合法，并将合法的交易写入共同维护的帐薄中的过程。而奖励是为了确保矿工有更多的积极性，避免权力集中在少数人手中，同时奖励也是比特币发行的唯一方式。　2. 如何证明谁的工作量更多　　刚才提到了挖矿的奖励会给工作量最多的那个人，那么如何证明谁的工作量最多呢。其实也很简单，就是大家共同去解同一道数学题，这道数学题需要一定的计算量才能做出来，而率先得到答案的矿工就是最终的胜出者，分享最终的奖励。　　相信大家以前都玩过数独游戏(没玩过的同学请自行搜索游戏规则)，简单来说就是每一行与每一列必须出现1～9的数字，每个小九宫格内也必须有1～9的数字，并且每个数字在每行、每列和每个小九宫格里出现且仅能出现一次。游戏刚开始只会给出有限的几个位置上的数字，其他的位置都需要计算分析才能得出来正确的数字。​　　由这张游戏图可以看出，想要计算分析出每一个位置上的数字，还是需要花费不少力气的，但是填完之后来验证是否正确就简单很多，看一下横排、竖排以及小九宫格是否没有重复的数字即可。　　而比特币挖矿的数学题也有这样的特性，就是计算起来很费事，但是验证起来却很简单。当然了，挖矿的数学题不是求解一道数独题目，而是计算一道概率题。　　先举一个简单的掷骰子游戏，假如说有两个骰子，如果我说掷出一个骰子之和小于等于12的组合，你肯定会说这还不简单，随便掷，任一个组合都肯定小于等于12，一点难度都没有。好，那假如我把条件设为小于等于8呢，可能就不是每次都能掷出来了，它的概率是0.72;如果我再把条件设小呢，如果是4呢，那么掷出来的可能性就会进一步减小，概率为0.11。(这里默认大家都会计算概率，如果不懂的话，只需要知道概率在不断减小就可以，想想现实的场景，这点应该不难理解)3. 什么是工作量证明(POW)　　理解了掷骰子游戏，再来介绍挖矿的工作量证明(POW Proof-Of-Work)算法就很简单了，在之前一篇介绍区块链的文章不懂技术?老司机带你轻松理解区块链知识中，曾经提到过区块的数据结构，当时提到了两个数据是和挖矿相关的，当时没有详细说明，现在就可以拿出来分析了。　　这里的难度目标和Nonce就是和挖矿相关的参数，我们都知道比特币网络平均每10分钟产生新的比特币，也就是说挖矿的平均时间为10分钟，也许你会问怎么确保刚好是10分钟呢。其实答案很简单，就是控制数学题目的难度，假如某个人的解题速度在不断提升，那么我只要提高题目难度，就可以保证他解答的时间大致衡定。　　在比特币世界中，解题速度和计算机的算力有直接的关系，想想今天的一台计算机和20年前的一台计算机去解同一道复杂的数学题，谁先计算出来，我想你肯定也认同是今天的计算机率先求出答案。如果我告诉你，谁先解出答案，就给谁丰厚的奖励，大家肯定会拼命提高计算机的性能，这也是全球各个矿工在不断提高算力的原因，因为大家都想快速解出答案，以获得奖励。　　说回到难度目标和Nonce两个参数，挖矿的题目是这样的，每一个区块头都有唯一的哈希值，我现在要求你在这个哈希值后面添加一个随机数字(一般是从零开始递增)，然后再去计算这个结果的哈希值，直到求出来的哈希值小于某一个数字，而这个数字是由一个常数除以上面的难度目标得出来的。　　如果你理解了上面的掷骰子游戏应该能看懂这道题目，其实就是通过不同的数字不断地计算哈希值，直到答案小于某一个目标数字，这个目标数字越小，难度就越大，跟上面的骰子一样，结果越小，掷出来的概率就越小。而这个目标数字是由难度目标决定的，难度目标数字越大，除出来得到的目标数字就越小。　　Nonce计数器主要是统计总共计算了多少次，就如同掷骰子一样，虽然可以一把掷出要求的数字，但是多次平均下来，肯定是符合概率统计的，这样别的矿工就可以根据Nonce数字大小再一次印证这个矿工是否有作弊。　　至此你应该已经明白工作量证明算法的大致逻辑了吧，本质上就是在求一个概率题，谁先算出来就算谁赢，奖励就归谁。难度随着答题的速度会动态调整，而这个难度就是由上面的难度目标值决定，这样就能保证平均每10分钟完成一次挖矿。　　4. 挖矿是一场接力赛　　一旦一个矿工成功挖矿，根据数独游戏的逻辑，其他矿工很快就能验证是否成功，一旦验证通过就会将区块放入自己维护的区块链中，并赶紧投入到下一次的挖矿，不带有一丝一毫的犹豫。如此激烈的竞争伴随的结果，就是每个矿工都不断提升自己的计算机性能，结果就是大家的挖矿设备都不断升级，以至于现在的矿场都是紧挨发电厂，用最先进的专用挖矿芯片。　　这里其实还有一个问题，就是假如说有两个矿工同时计算出结果怎么办?这个时候就会出现分叉，也就是说区块链的末端区块存在分歧了，其实这只会临时出现，并不会长久存在。原因是一旦其他矿工确认了本次挖矿成功，就会投入到下一次挖矿，如果其他矿工又挖矿成功了，这条区块链路就会比另一条区块链路多出一个区块，区块链中的原则就是只认最长的链路，所以另一个挖矿成功的矿工很快就会舍弃之前的区块，以最长的区块链为准。　　而奖励也是要得到大多数的矿工认可后才会有效，毕竟账本是所有的人一起维护的，只有大多数人的账本上认可你的挖矿结果才有效。所以临时的分叉并不会影响最终的奖励，其实10分钟的挖矿时间也是比特币之父“中本聪”对效率和共识的一种平衡。　　看到这里也许你就会明白，为什么会说挖矿浪费了很多算力和电力，因为胜出者往往只有一个，其他的矿工就相当于白忙活了，但是他们的计算机已经投入计算了，这笔算力和与之相对应的电力也就此浪费了。　　这恐怕就是为了维护民主化的代价，如果让中心化的节点去统一确认交易，并写入公共帐薄，那么很容易滋生出腐败，这也不符合中本聪一开始的去中心化的设计理念，但是靠挖矿决定输赢又会导致资源浪费，只能说任何事情都是有成本和代价的，只要收益大于成本，这件事就有做的价值，比特币现在的价格相比用于计算的电费还是划算得多。5. 小结　　关于比特币的挖矿到此就全部介绍完了，不知道你有没有看明白。总结一下就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。这种靠竞争来解决交易共识的问题，避免了单一节点垄断整个网络的风险，让整个网络形成了良性竞争的局面。　　当然随着全网算力的提高，篡改的难度就越来越大了，因为你要改至少51%的全节点的账本，这就要求你的算力至少是其他51%全节点的总和，这个难度现在已经大到无法想象的程度，而且即便能做到，为此付出的电费代价也会让篡改者掂量一下这么做是否划算。关于比特币的挖矿到此就全部介绍完了，不知道你有没有看明白。总结一下就是矿工将一定数量的交易打包到同一个区块，然后共同去计算同一道数学题来决定以谁的区块链为准，并且决定谁赢得新发行的比特币和交易费。这种靠竞争来解决交易共识的问题，避免了单一节点垄断整个网络的风险，让整个网络形成了良性竞争的局面。　　——The End——『声明：本文转载于公众号“扬帆沧海”』发布于 2021-05-13 13:48比特币 (Bitcoin)btc挖矿挖矿​赞同 39​​4 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

一文带你看懂比特币如何挖矿 - 知乎

一文带你看懂比特币如何挖矿 - 知乎切换模式写文章登录/注册一文带你看懂比特币如何挖矿雨雪霏霏​北京航空航天大学 计算机技术硕士比特币怎么挖正如《比特币白皮书》中所说：这种新货币数额持续稳定的增长类似于黄金矿工耗费资源来增加黄金的流通量。对于比特币来说，消耗的资源是 CPU 计算时间和电力。比特币挖矿可以简单概述如下：人们通过在一个被称为 "工作量证明" (PoW) 的过程中应用计算能力来竞争获得比特币奖励。这一过程之所以被称为“工作量证明”，是因为只有那些证明投入了足够资源（工作）的参与者（矿工）才有机会赢得奖励。大约每 10 分钟，就会有一位胜出的“矿工”获得奖励。奖励是双重的：(1)“区块奖励”，即新发行的比特币。区块奖励目前设定为 6.25 个比特币（但会在 2024 年 5 月初减半，然后在四年后再减半，以此类推）；(2) 与当前区块中所有交易相关的各种手续费。具体来说，比特币挖矿的过程如下：新交易向所有节点广播。每个节点将新交易收集到一个区块。每个节点为它的区块寻找工作量证明。当一个节点找到了工作量证明，就向所有节点广播这个区块。节点只有在区块内所有交易都是有效的且之前没有被消费的情况下接受这个区块。节点通过使用当前区块的哈希值作为上一个哈希值在链中创建下一个区块的方式表示对当前区块的接受。比特币中的工作量证明什么是工作量证明？工作量证明是指，证明自己做了一定的工作量。例如，在驾校学习了50个小时。而其他人可以简单地验证该工作量。例如，出示驾照，表示自己确实在驾校学习了一段时间：比特币的工作量证明需要归结为计算机计算，也就是数学问题。如何构造一个数学问题来实现工作量证明？我们来看一个简单的例子。假设某个学校的一个班里，只有一个女生叫小红，其他都是男生。每个男生都想约小红看电影，但是，能实现愿望的只能有一个男生。到底选哪个男生呢？本着公平原则，小红需要考察每个男生的诚意，考察的方法是，出一道数学题，比如说解方程，谁第一个解出这个方程，谁就有资格陪小红看电影。因为解高次方程没有固定的公式，需要进行大量的计算，才能算出正确的结果，这个计算过程就需要一定的工作量。假设小明率先计算出了结果x＝2.5，小红可以简单地验证这个结果是否正确。可以看出，解方程很困难，但是，验证结果却比较简单。所以，一个有效的工作量证明在于：计算过程非常复杂，需要消耗一定的时间，但是，验证过程相对简单，几乎可以瞬间完成。现在出现了另一个问题：如果其他人偷看了小明的答案并且抢答了怎么办？要解决这个问题也很容易，小红可以按照男生的编号，给不同的男生发送不同的方程，方程的第一项的系数就是编号。这样，每个人要解的方程都是不一样的。小明解出的x＝2.5对于小军来说是无效的，因为小军的编号是3，用小明的结果验证小军的方程是无法通过验证的。事实上如果某个方程被验证通过了，小红可以直接从方程的第一项系数得知是谁解出的方程。所以，窃取别人的工作量证明的结果是没有用的。通过工作量证明，可以有效地验证每个人确实都必须花费一定时间做了计算。在比特币网络中，矿工的挖矿也是一种工作量证明，但是，不能用解多项式方程来实现，因为解多项式方程对人来说很难计算，对计算机来说非常容易，可以在1秒钟以内完成。要让计算机实现工作量证明，必须找到一种工作量算法，让计算机无法在短时间内算出来。这种算法就是哈希算法。比特币挖矿的工作量证明原理就是，不断尝试计算区块的哈希，直到计算出一个特定的哈希值，通过改变区块头部的一个nonce字段的值，计算机可以计算出不同的区块哈希值：hash直到计算出某个特定的哈希值的时候，计算结束。这个哈希和其他的哈希相比，它的特点是前面有好几个0：hash256(block data, nonce=0) = 291656f37cdcf493c4bb7b926e46fee5c14f9b76aff28f9d00f5cca0e54f376f

hash256(block data, nonce=1) = f7b2c15c4de7f482edee9e8db7287a6c5def1c99354108ef33947f34d891ea8d

hash256(block data, nonce=2) = b6eebc5faa4c44d9f5232631f39ddf4211443d819208da110229b644d2a99e12

hash256(block data, nonce=3) = 00aeaaf01166a93a2217fe01021395b066dd3a81daffcd16626c308c644c5246

hash256(block data, nonce=4) = 26d33671119c9180594a91a2f1f0eb08bdd0b595e3724050acb68703dc99f9b5

hash256(block data, nonce=5) = 4e8a3dcab619a7ce5c68e8f4abdc49f98de1a71e58f0ce9a0d95e024cce7c81a

hash256(block data, nonce=6) = 185f634d50b17eba93b260a911ba6dbe9427b72f74f8248774930c0d8588c193

hash256(block data, nonce=7) = 09b19f3d32e3e5771bddc5f0e1ee3c1bac1ba4a85e7b2cc30833a120e41272ed

...

hash256(block data, nonce=124709132) = 00000000fba7277ef31c8ecd1f3fef071cf993485fe5eab08e4f7647f47be95c比特币挖矿的工作量证明原理就是，不断尝试计算区块的哈希，直到计算出一个特定的哈希值，它比难度值要小。比特币使用的SHA-256算法可以看作对随机输入产生随机输出，例如，我们对字符串Hello再加上一个数字计算两次SHA-256，根据数字的不同，得到的哈希是完全无规律的256位随机数：hash256("Hello8") = cf17d3f38036206cfce464cdcb44d9ccea3f005b7059cff1322c0dd8bf398830

hash256("Hello9") = 1f22981824c821d4e83246e71f207d0e49ad57755889874d43def42af693a077

hash256("Hello10") = 8a1e475d67cfbcea4bcf72d1eee65f15680515f65294c68b203725a9113fa6bf

hash256("Hello11") = 769987b3833f082e31476db0f645f60635fa774d2b92bf0bab00e0a539a2dede

hash256("Hello12") = c2acd1bb160b1d1e66d769a403e596b174ffab9a39aa7c44d1e670feaa67ab2d

hash256("Hello13") = dab8b9746f1c0bcf5750e0d878fc17940db446638a477070cf8dca8c3643618a

hash256("Hello14") = 51a575773fccbb5278929c08e788c1ce87e5f44ab356b8760776fd816357f6ff

hash256("Hello15") = 0442e1c38b810f5d3c022fc2820b1d7999149460b83dc680abdebc9c7bd65cae如果我们要找出前两位是0的哈希值，理论上需要计算256次，因为00出现的概率是162=256，实际计算44次：hash256("Hello44") = 00e477f95283a544ffac7a8efc7decb887f5c073e0f3b43b3797b5dafabb49b5如果我们要找出前3位是0的哈希值，理论上需要计算163=4096次，实际计算6591次：hash256("Hello6591") = 0008a883dacb7094d6da1a6cefc6e7cbc13635d024ac15152c4eadba7af8d11c如果我们要找出前4位是0的哈希值，理论上需要计算164=6万5千多次，实际计算6万7千多次；如果我们要找出前5位是0的哈希值，理论上需要计算165=104万次，实际计算158万次；如果我们要找出前6位是0的哈希值，理论上需要计算166=1677万次，实际计算1558万次；比特币网络的难度是不断变化的，它的难度保证大约每10分钟产生一个区块，而难度值在每2015个区块调整一次：如果区块平均生成时间小于10分钟，说明全网算力增加，难度也会增加，如果区块平均生成时间大于10分钟，说明全网算力减少，难度也会减少。因此，难度随着全网算力的增减会动态调整。根据比特币每个区块的难度值和产出时间，就可以推算出整个比特币网络的全网算力。比特币网络的全网算力一直在迅速增加。目前，全网算力已经超过了100EH/每秒，也就是大约每秒钟计算1万亿亿次哈希：所以比特币的工作量证明被通俗地称之为挖矿。在同一时间，所有矿工都在努力计算下一个区块的哈希。而挖矿难度取决于全网总算力的百分比。举个例子，假设小明拥有全网总算力的百分之一，那么他挖到下一个区块的可能性就是1%，或者说，每挖出100个区块，大约有1个就是小明挖的。由于目前全网算力超过了100EH/s，而单机CPU算力不过几M，GPU算力也不过1G，所以，单机挖矿的成功率几乎等于0。比特币挖矿已经从早期的CPU、GPU发展到专用的ASIC芯片构建的矿池挖矿。当某个矿工成功找到特定哈希的新区块后，他会立刻向全网广播该区块。其他矿工在收到新区块后，会对新区块进行验证，如果有效，就把它添加到区块链的尾部。同时说明，在本轮工作量证明的竞争中，这个矿工胜出，而其他矿工都失败了。失败的矿工会抛弃自己当前正在计算还没有算完的区块，转而开始计算下一个区块，进行下一轮工作量证明的竞争。为什么区块可以安全广播？因为Merkle Hash锁定了该区块的所有交易，而该区块的第一个coinbase交易输出地址是该矿工地址。每个矿工在挖矿时产生的区块数据都是不同的，所以无法窃取别人的工作量。比特币总量被限制为约2100万个比特币，初始挖矿奖励为每个区块50个比特币，以后每4年减半。比特币中的哈希算法比特币使用一种军事级别的加密算法，被称为安全哈希算法 2 (SHA2)。当比特币矿工在找到一个只能通过运行哈希算法才能产生的随机数时，就可以获得比特币奖励。这个过程，本质上是一种计算彩票，需要消耗大量的算力。比特币中的共识算法如果两个矿工在同一时间各自找到了有效区块，注意，这两个区块是不同的，因为coinbase交易不同，所以Merkle Hash不同，区块哈希也不同。但它们只要符合难度值，就都是有效的。这个时候，网络上的其他矿工应该接收哪个区块并添加到区块链的末尾呢？答案是，都有可能。通常，矿工接收先收到的有效区块，由于P2P网络广播的顺序是不确定的，不同的矿工先收到的区块是有可能的不同的。这个时候，我们说区块发生了分叉，在分叉的情况下，有的矿工在绿色的分叉上继续挖矿，有的矿工在蓝色的分叉上继续挖矿：但是最终，总有一个分叉首先挖到后续区块，这个时候，由于比特币网络采用最长分叉的共识算法，绿色分叉胜出，蓝色分叉被废弃，整个网络上的所有矿工又会继续在最长的链上继续挖矿。由于区块链虽然最终会保持数据一致，但是，一个交易可能被打包到一个后续被孤立的区块中。所以，要确认一个交易被永久记录到区块链中，需要对交易进行确认。如果后续的区块被追加到区块链上，实际上就会对原有的交易进行确认，因为链越长，修改的难度越大。一般来说，经过6个区块确认的交易几乎是不可能被修改的。比特币挖矿的成本如果将比特币网络看做一个国家，它的年用电量将排在全球第 32 位。中国的比特币开采量一度占到全球总量的三分之二。此后数月，比特币矿业公司迅速将业务转移到海外。从 2019 年 9 月到 2020 年 4 月，中国矿工的网络总算力占比或“哈希率”达到了71% 以上。充足的廉价电力和硬件设备使中国成为了加密货币公司热衷的目的地。比特币挖矿主要集中在四川省、内蒙古自治区、新疆维吾尔自治区和云南省等地区。这些省份胜在电力资源丰富且价格低廉。为了碳中和，国家对比特币和加密货币开采的立场开始变得强硬起来。此后数月，比特币矿业公司迅速将业务转移到海外。近期数据表明，美国、加拿大和哈萨克斯坦等国的比特币能耗开始上升，随之而来的还有解决其高涨的电力需求压力。发布于 2023-04-08 19:51・IP 属地北京比特币 (Bitcoin)挖矿哈希算法​赞同 13​​2 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

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浅谈：什么是挖矿？矿卡是什么？ - 哔哩哔哩

么是挖矿？矿卡是什么？ - 哔哩哔哩 浅谈：什么是挖矿？矿卡是什么？吃饭团的佳乐同学

关注专栏/浅谈：什么是挖矿？矿卡是什么？浅谈：什么是挖矿？矿卡是什么？

2019年05月01日 22:09--浏览 ·

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吃饭团的佳乐同学粉丝：19.0万文章：5

关注这是一场资本主义的赛跑什么是挖矿？用来挖矿的电脑挖矿：即比特币挖矿，是一种利用电脑硬件计算出比特币的位置并获取的过程。（本文章举例比特币说明）比特币，指的是网络的虚拟货币中的一种，可以交易，并有一定的现实价值，是一种可以挖掘的虚拟货币，靠显卡（相较于CPU而言，显卡更适合用来计算虚拟货币）计算特定的一些数学任务，计算完成后可获得能够交易的虚拟货币，很多人也因此靠显卡计算出虚拟货币，并交易虚拟货币以此赚钱，这种行为就叫做“挖矿”。虚拟货币交易概念图当然，涉及到计算出任务以得到虚拟货币的时候，就不得不提到一个专业名词“算力”了，它代表着一个电子硬件在获取虚拟货币的过程中所拥有的“工作效率”，“算力”越高它获得“比特币”的时间就越快，选择更高“算力”的显卡，能够更快的获取到价格高昂的“比特币”。原来“矿”指的就是“比特币”这种虚拟货币，而“挖矿”指的就是获取这个虚拟货币的过程什么是矿卡？矿卡示意图矿卡：即用来获取比特币的显卡。相信不少小伙伴早已经看到很多朋友们说“矿卡”不能买，上手易翻车！这究竟是为什么呢？其实，矿卡作为资本家获取虚拟货币的工具，肯定不会拥有太过奢华的保养，经常24小时不间断，全年无休的满载运行着以获得“比特币”，这就导致“矿卡”使用寿命急剧缩减，长期高负荷运行导致电子元器件容易出现故障，通常都会有大大小小的毛病或者问题，一般来说常见的问题有：莫名其妙蓝屏、正常使用过程中卡顿、突然暴毙等，作为一张二手显卡，还是超负荷重度使用的显卡，其危险性和翻车概率相信不用我多说了吧。矿卡翻车图PS：其实大部分矿卡还是能够正常使用的，出现问题的毕竟不占大多数，主要运气不太差，买个矿卡拿回来将就的用用还是没问题的。原来用来挖矿的显卡就叫做矿卡，不建议购买是因为常年的重度使用矿卡是怎么来的？数量不少的矿卡因为“比特币”是虚拟货币，价格相较于正规货币而言，波动较大。比特币的总量有限，挖一个少一个，再加上近几年的炒作，价格水涨船高，也正因为如此，很多人一买几十张显卡用来挖矿，在“比特币”价格的鼎盛时期除开电费等成本小工作的一个月纯利润可以达到惊人6位数，当然也随着价格的起伏过程中，有不少囤积大量显卡用来挖矿的商人害怕市场饱和导致比特币价格不稳定，为了回血大量抛售矿卡，这些显卡流入二手市场，也正因为如此，矿卡才成为了一个电脑玩家们头疼不已的问题。矿卡价格低，数量多，你说怎么让人不心动呢？原来矿卡之所以这么大量的流入市场，除开矿场对显卡的需求量大以外，还因为虚拟货币的不稳定性，商人为了“回血”低价售卖矿卡。简单的科普后，相信大家对挖矿和矿卡有了一定的了解，其实如今市面上有了越来越多的专业矿机后，使用电脑显卡拿来挖矿的比例也明显下降了，也许在不久的将来，一台电脑装载10余个显卡挖矿的事情会消失在历史的长河中，到那时我们也不必担心二手显卡市场中的不稳定因素了。而且因为矿卡的使用和“算力”挂钩，一些特别高端的显卡和功耗高算力低的老卡的出现频率可以忽略不计了，毕竟一天的电费都比挖出来的虚拟货币值钱，那还挖什么矿呢？本文为我原创本文禁止转载或摘编

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传奇挖矿靠谱吗？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答​切换模式登录/注册铁矿石传奇私服btc挖矿传奇挖矿靠谱吗？叫红火热血传奇。然后说是工作室可以挖矿自动合成黑铁矿石。自己普通挖的话没法合成。要想申请工作室需要十个号。一个号4000。我给别人挂机一个白天大概能合…显示全部 ​关注者11被浏览7,244关注问题​写回答​邀请回答​好问题​添加评论​分享​6 个回答默认排序易直挖文四云​ 关注挖矿本质是记账，比特币挖矿就是给比特币记账的过程，以太坊挖矿业是给以太坊记账。同时记账获得比特币奖励，因此挖矿也是生产比特币的过程。你这个传奇挖矿。到底是给他们记账要搞清楚。到底在生产什么币也要搞清楚。否则就是扯淡了。发布于 2021-02-03 11:04​赞同​​添加评论​分享​收藏​喜欢收起​爆炒区块链​金融/资深运维经理/区块链技术爱好者​ 关注不靠谱，别想挖矿发财。好好上班发布于 2021-02-03 13:43​赞同​​添加评论​分享​收藏​喜欢

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挖矿原理

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在比特币的P2P网络中，有一类节点，它们时刻不停地进行计算，试图把新的交易打包成新的区块并附加到区块链上，这类节点就是矿工。因为每打包一个新的区块，打包该区块的矿工就可以获得一笔比特币作为奖励。所以，打包新区块就被称为挖矿。

比特币的挖矿原理就是一种工作量证明机制。工作量证明POW是英文Proof of Work的缩写。

在讨论POW之前，我们先思考一个问题：在一个新区块中，凭什么是小明得到50个币的奖励，而不是小红或者小军？

当小明成功地打包了一个区块后，除了用户的交易，小明会在第一笔交易记录里写上一笔“挖矿”奖励的交易，从而给自己的地址添加50个比特币。为什么比特币的P2P网络会承认小明打包的区块，并且认可小明得到的区块奖励呢？

因为比特币的挖矿使用了工作量证明机制，小明的区块被认可，是因为他在打包区块的时候，做了一定的工作，而P2P网络的其他节点可以验证小明的工作量。

工作量证明

什么是工作量证明？工作量证明是指，证明自己做了一定的工作量。例如，在驾校学习了50个小时。而其他人可以简单地验证该工作量。例如，出示驾照，表示自己确实在驾校学习了一段时间：

比特币的工作量证明需要归结为计算机计算，也就是数学问题。如何构造一个数学问题来实现工作量证明？我们来看一个简单的例子。

假设某个学校的一个班里，只有一个女生叫小红，其他都是男生。每个男生都想约小红看电影，但是，能实现愿望的只能有一个男生。

到底选哪个男生呢？本着公平原则，小红需要考察每个男生的诚意，考察的方法是，出一道数学题，比如说解方程，谁第一个解出这个方程，谁就有资格陪小红看电影：

因为解高次方程没有固定的公式，需要进行大量的计算，才能算出正确的结果，这个计算过程就需要一定的工作量。假设小明率先计算出了结果x＝2.5，小红可以简单地验证这个结果是否正确：

可以看出，解方程很困难，但是，验证结果却比较简单。所以，一个有效的工作量证明在于：计算过程非常复杂，需要消耗一定的时间，但是，验证过程相对简单，几乎可以瞬间完成。

现在出现了另一个问题：如果其他人偷看了小明的答案并且抢答了怎么办？

要解决这个问题也很容易，小红可以按照男生的编号，给不同的男生发送不同的方程，方程的第一项的系数就是编号。这样，每个人要解的方程都是不一样的。小明解出的x＝2.5对于小军来说是无效的，因为小军的编号是3，用小明的结果验证小军的方程是无法通过验证的。

事实上如果某个方程被验证通过了，小红可以直接从方程的第一项系数得知是谁解出的方程。所以，窃取别人的工作量证明的结果是没有用的。

通过工作量证明，可以有效地验证每个人确实都必须花费一定时间做了计算。

在比特币网络中，矿工的挖矿也是一种工作量证明，但是，不能用解多项式方程来实现，因为解多项式方程对人来说很难计算，对计算机来说非常容易，可以在1秒钟以内完成。

要让计算机实现工作量证明，必须找到一种工作量算法，让计算机无法在短时间内算出来。这种算法就是哈希算法。

通过改变区块头部的一个nonce字段的值，计算机可以计算出不同的区块哈希值：

直到计算出某个特定的哈希值的时候，计算结束。这个哈希和其他的哈希相比，它的特点是前面有好几个0：

hash256(block data, nonce=0) = 291656f37cdcf493c4bb7b926e46fee5c14f9b76aff28f9d00f5cca0e54f376f

hash256(block data, nonce=1) = f7b2c15c4de7f482edee9e8db7287a6c5def1c99354108ef33947f34d891ea8d

hash256(block data, nonce=2) = b6eebc5faa4c44d9f5232631f39ddf4211443d819208da110229b644d2a99e12

hash256(block data, nonce=3) = 00aeaaf01166a93a2217fe01021395b066dd3a81daffcd16626c308c644c5246

hash256(block data, nonce=4) = 26d33671119c9180594a91a2f1f0eb08bdd0b595e3724050acb68703dc99f9b5

hash256(block data, nonce=5) = 4e8a3dcab619a7ce5c68e8f4abdc49f98de1a71e58f0ce9a0d95e024cce7c81a

hash256(block data, nonce=6) = 185f634d50b17eba93b260a911ba6dbe9427b72f74f8248774930c0d8588c193

hash256(block data, nonce=7) = 09b19f3d32e3e5771bddc5f0e1ee3c1bac1ba4a85e7b2cc30833a120e41272ed

...

hash256(block data, nonce=124709132) = 00000000fba7277ef31c8ecd1f3fef071cf993485fe5eab08e4f7647f47be95c

比特币挖矿的工作量证明原理就是，不断尝试计算区块的哈希，直到计算出一个特定的哈希值，它比难度值要小。

比特币使用的SHA-256算法可以看作对随机输入产生随机输出，例如，我们对字符串Hello再加上一个数字计算两次SHA-256，根据数字的不同，得到的哈希是完全无规律的256位随机数：

hash256("Hello?") = ????????????????????????????????????????????????????????????????

大约计算16次，我们可以在得到的哈希中找到首位是0的哈希值，因为首位是0出现的概率是1/16：

hash256("Hello1") = ffb7a43d629d363026b3309586233ab7ffc1054c4f56f43a92f0054870e7ddc9

hash256("Hello2") = e085bf19353eb3bd1021661a17cee97181b0b369d8e16c10ffb7b01287a77173

hash256("Hello3") = c5061965d37b8ed989529bf42eaf8a90c28fa00c3853c7eec586aa8b3922d404

hash256("Hello4") = 42c3104987afc18677179a4a1a984dbfc77e183b414bc6efb00c43b41b213537

hash256("Hello5") = 652dcd7b75d499bcdc61d0c4eda96012e3830557de01426da5b01e214b95cd7a

hash256("Hello6") = 4cc0fbe28abb820085f390d66880ece06297d74d13a6ddbbab3b664582a7a582

hash256("Hello7") = c3eef05b531b56e79ca38e5f46e6c04f21b0078212a1d8c3500aa38366d9786d

hash256("Hello8") = cf17d3f38036206cfce464cdcb44d9ccea3f005b7059cff1322c0dd8bf398830

hash256("Hello9") = 1f22981824c821d4e83246e71f207d0e49ad57755889874d43def42af693a077

hash256("Hello10") = 8a1e475d67cfbcea4bcf72d1eee65f15680515f65294c68b203725a9113fa6bf

hash256("Hello11") = 769987b3833f082e31476db0f645f60635fa774d2b92bf0bab00e0a539a2dede

hash256("Hello12") = c2acd1bb160b1d1e66d769a403e596b174ffab9a39aa7c44d1e670feaa67ab2d

hash256("Hello13") = dab8b9746f1c0bcf5750e0d878fc17940db446638a477070cf8dca8c3643618a

hash256("Hello14") = 51a575773fccbb5278929c08e788c1ce87e5f44ab356b8760776fd816357f6ff

hash256("Hello15") = 0442e1c38b810f5d3c022fc2820b1d7999149460b83dc680abdebc9c7bd65cae

如果我们要找出前两位是0的哈希值，理论上需要计算256次，因为00出现的概率是162=256，实际计算44次：

hash256("Hello44") = 00e477f95283a544ffac7a8efc7decb887f5c073e0f3b43b3797b5dafabb49b5

如果我们要找出前3位是0的哈希值，理论上需要计算163=4096次，实际计算6591次：

hash256("Hello6591") = 0008a883dacb7094d6da1a6cefc6e7cbc13635d024ac15152c4eadba7af8d11c

如果我们要找出前4位是0的哈希值，理论上需要计算164=6万5千多次，实际计算6万7千多次：

hash256("Hello67859") = 00002e4af0b80d706ae749d22247d91d9b1c2e91547d888e5e7a91bcc0982b87

如果我们要找出前5位是0的哈希值，理论上需要计算165=104万次，实际计算158万次：

hash256("Hello1580969") = 00000ca640d95329f965bde016b866e75a3e29e1971cf55ffd1344cdb457930e

如果我们要找出前6位是0的哈希值，理论上需要计算166=1677万次，实际计算1558万次：

hash256("Hello15583041") = 0000009becc5cf8c9e6ba81b1968575a1d15a93112d3bd67f4546f6172ef7e76

对于给定难度的SHA-256：假设我们用难度1表示必须算出首位1个0，难度2表示必须算出首位两个0，难度N表示必须算出首位N个0，那么，每增加一个难度，计算量将增加16倍。

对于比特币挖矿来说，就是先给定一个难度值，然后不断变换nonce，计算Block Hash，直到找到一个比给定难度值低的Block Hash，就算成功挖矿。

我们用简化的方法来说明难度，例如，必须计算出连续17个0开头的哈希值，矿工先确定Prev Hash，Merkle Hash，Timestamp，bits，然后，不断变化nonce来计算哈希，直到找出连续17个0开头的哈希值。我们可以大致推算一下，17个十六进制的0相当于计算了1617次，大约需要计算2.9万亿亿次。

17个0 = 1617 = 295147905179352825856 = 2.9万亿亿次

实际的难度是根据bits由一个公式计算出来，比特币协议要求计算出的区块的哈希值比难度值要小，这个区块才算有效：

Difficulty = 402937298

= 0x18 0455d2

= 0x0455d2 * 28 * (0x18 - 3)

= 106299667504289830835845558415962632664710558339861315584

= 0x00000000000000000455d2000000000000000000000000000000000000000000

注意，难度值的数值越小，说明哈希值前面的0越多，计算的难度越大。

比特币网络的难度是不断变化的，它的难度保证大约每10分钟产生一个区块，而难度值在每2015个区块调整一次：如果区块平均生成时间小于10分钟，说明全网算力增加，难度也会增加，如果区块平均生成时间大于10分钟，说明全网算力减少，难度也会减少。因此，难度随着全网算力的增减会动态调整。

比特币设计时本来打算每2016个区块调整一次难度，也就是两周一次，但是由于第一版代码的一个bug，实际调整周期是2015个区块。

根据比特币每个区块的难度值和产出时间，就可以推算出整个比特币网络的全网算力。

比特币网络的全网算力一直在迅速增加。目前，全网算力已经超过了100EH/每秒，也就是大约每秒钟计算1万亿亿次哈希：

所以比特币的工作量证明被通俗地称之为挖矿。在同一时间，所有矿工都在努力计算下一个区块的哈希。而挖矿难度取决于全网总算力的百分比。举个例子，假设小明拥有全网总算力的百分之一，那么他挖到下一个区块的可能性就是1%，或者说，每挖出100个区块，大约有1个就是小明挖的。

由于目前全网算力超过了100EH/s，而单机CPU算力不过几M，GPU算力也不过1G，所以，单机挖矿的成功率几乎等于0。比特币挖矿已经从早期的CPU、GPU发展到专用的ASIC芯片构建的矿池挖矿。

当某个矿工成功找到特定哈希的新区块后，他会立刻向全网广播该区块。其他矿工在收到新区块后，会对新区块进行验证，如果有效，就把它添加到区块链的尾部。同时说明，在本轮工作量证明的竞争中，这个矿工胜出，而其他矿工都失败了。失败的矿工会抛弃自己当前正在计算还没有算完的区块，转而开始计算下一个区块，进行下一轮工作量证明的竞争。

为什么区块可以安全广播？因为Merkle Hash锁定了该区块的所有交易，而该区块的第一个coinbase交易输出地址是该矿工地址。每个矿工在挖矿时产生的区块数据都是不同的，所以无法窃取别人的工作量。

比特币总量被限制为约2100万个比特币，初始挖矿奖励为每个区块50个比特币，以后每4年减半。

共识算法

如果两个矿工在同一时间各自找到了有效区块，注意，这两个区块是不同的，因为coinbase交易不同，所以Merkle Hash不同，区块哈希也不同。但它们只要符合难度值，就都是有效的。这个时候，网络上的其他矿工应该接收哪个区块并添加到区块链的末尾呢？答案是，都有可能。

通常，矿工接收先收到的有效区块，由于P2P网络广播的顺序是不确定的，不同的矿工先收到的区块是有可能的不同的。这个时候，我们说区块发生了分叉：

在分叉的情况下，有的矿工在绿色的分叉上继续挖矿，有的矿工在蓝色的分叉上继续挖矿：

但是最终，总有一个分叉首先挖到后续区块，这个时候，由于比特币网络采用最长分叉的共识算法，绿色分叉胜出，蓝色分叉被废弃，整个网络上的所有矿工又会继续在最长的链上继续挖矿。

由于区块链虽然最终会保持数据一致，但是，一个交易可能被打包到一个后续被孤立的区块中。所以，要确认一个交易被永久记录到区块链中，需要对交易进行确认。如果后续的区块被追加到区块链上，实际上就会对原有的交易进行确认，因为链越长，修改的难度越大。一般来说，经过6个区块确认的交易几乎是不可能被修改的。

小结

比特币挖矿是一种带经济激励的工作量证明机制；

工作量证明保证了修改区块链需要极高的成本，从而使得区块链的不可篡改特性得到保护；

比特币的网络安全实际上就是依靠强大的算力保障的。

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一文带你看懂比特币如何挖矿 - 知乎

一文带你看懂比特币如何挖矿 - 知乎切换模式写文章登录/注册一文带你看懂比特币如何挖矿雨雪霏霏​北京航空航天大学 计算机技术硕士比特币怎么挖正如《比特币白皮书》中所说：这种新货币数额持续稳定的增长类似于黄金矿工耗费资源来增加黄金的流通量。对于比特币来说，消耗的资源是 CPU 计算时间和电力。比特币挖矿可以简单概述如下：人们通过在一个被称为 "工作量证明" (PoW) 的过程中应用计算能力来竞争获得比特币奖励。这一过程之所以被称为“工作量证明”，是因为只有那些证明投入了足够资源（工作）的参与者（矿工）才有机会赢得奖励。大约每 10 分钟，就会有一位胜出的“矿工”获得奖励。奖励是双重的：(1)“区块奖励”，即新发行的比特币。区块奖励目前设定为 6.25 个比特币（但会在 2024 年 5 月初减半，然后在四年后再减半，以此类推）；(2) 与当前区块中所有交易相关的各种手续费。具体来说，比特币挖矿的过程如下：新交易向所有节点广播。每个节点将新交易收集到一个区块。每个节点为它的区块寻找工作量证明。当一个节点找到了工作量证明，就向所有节点广播这个区块。节点只有在区块内所有交易都是有效的且之前没有被消费的情况下接受这个区块。节点通过使用当前区块的哈希值作为上一个哈希值在链中创建下一个区块的方式表示对当前区块的接受。比特币中的工作量证明什么是工作量证明？工作量证明是指，证明自己做了一定的工作量。例如，在驾校学习了50个小时。而其他人可以简单地验证该工作量。例如，出示驾照，表示自己确实在驾校学习了一段时间：比特币的工作量证明需要归结为计算机计算，也就是数学问题。如何构造一个数学问题来实现工作量证明？我们来看一个简单的例子。假设某个学校的一个班里，只有一个女生叫小红，其他都是男生。每个男生都想约小红看电影，但是，能实现愿望的只能有一个男生。到底选哪个男生呢？本着公平原则，小红需要考察每个男生的诚意，考察的方法是，出一道数学题，比如说解方程，谁第一个解出这个方程，谁就有资格陪小红看电影。因为解高次方程没有固定的公式，需要进行大量的计算，才能算出正确的结果，这个计算过程就需要一定的工作量。假设小明率先计算出了结果x＝2.5，小红可以简单地验证这个结果是否正确。可以看出，解方程很困难，但是，验证结果却比较简单。所以，一个有效的工作量证明在于：计算过程非常复杂，需要消耗一定的时间，但是，验证过程相对简单，几乎可以瞬间完成。现在出现了另一个问题：如果其他人偷看了小明的答案并且抢答了怎么办？要解决这个问题也很容易，小红可以按照男生的编号，给不同的男生发送不同的方程，方程的第一项的系数就是编号。这样，每个人要解的方程都是不一样的。小明解出的x＝2.5对于小军来说是无效的，因为小军的编号是3，用小明的结果验证小军的方程是无法通过验证的。事实上如果某个方程被验证通过了，小红可以直接从方程的第一项系数得知是谁解出的方程。所以，窃取别人的工作量证明的结果是没有用的。通过工作量证明，可以有效地验证每个人确实都必须花费一定时间做了计算。在比特币网络中，矿工的挖矿也是一种工作量证明，但是，不能用解多项式方程来实现，因为解多项式方程对人来说很难计算，对计算机来说非常容易，可以在1秒钟以内完成。要让计算机实现工作量证明，必须找到一种工作量算法，让计算机无法在短时间内算出来。这种算法就是哈希算法。比特币挖矿的工作量证明原理就是，不断尝试计算区块的哈希，直到计算出一个特定的哈希值，通过改变区块头部的一个nonce字段的值，计算机可以计算出不同的区块哈希值：hash直到计算出某个特定的哈希值的时候，计算结束。这个哈希和其他的哈希相比，它的特点是前面有好几个0：hash256(block data, nonce=0) = 291656f37cdcf493c4bb7b926e46fee5c14f9b76aff28f9d00f5cca0e54f376f

hash256(block data, nonce=1) = f7b2c15c4de7f482edee9e8db7287a6c5def1c99354108ef33947f34d891ea8d

hash256(block data, nonce=2) = b6eebc5faa4c44d9f5232631f39ddf4211443d819208da110229b644d2a99e12

hash256(block data, nonce=3) = 00aeaaf01166a93a2217fe01021395b066dd3a81daffcd16626c308c644c5246

hash256(block data, nonce=4) = 26d33671119c9180594a91a2f1f0eb08bdd0b595e3724050acb68703dc99f9b5

hash256(block data, nonce=5) = 4e8a3dcab619a7ce5c68e8f4abdc49f98de1a71e58f0ce9a0d95e024cce7c81a

hash256(block data, nonce=6) = 185f634d50b17eba93b260a911ba6dbe9427b72f74f8248774930c0d8588c193

hash256(block data, nonce=7) = 09b19f3d32e3e5771bddc5f0e1ee3c1bac1ba4a85e7b2cc30833a120e41272ed

...

hash256(block data, nonce=124709132) = 00000000fba7277ef31c8ecd1f3fef071cf993485fe5eab08e4f7647f47be95c比特币挖矿的工作量证明原理就是，不断尝试计算区块的哈希，直到计算出一个特定的哈希值，它比难度值要小。比特币使用的SHA-256算法可以看作对随机输入产生随机输出，例如，我们对字符串Hello再加上一个数字计算两次SHA-256，根据数字的不同，得到的哈希是完全无规律的256位随机数：hash256("Hello8") = cf17d3f38036206cfce464cdcb44d9ccea3f005b7059cff1322c0dd8bf398830

hash256("Hello9") = 1f22981824c821d4e83246e71f207d0e49ad57755889874d43def42af693a077

hash256("Hello10") = 8a1e475d67cfbcea4bcf72d1eee65f15680515f65294c68b203725a9113fa6bf

hash256("Hello11") = 769987b3833f082e31476db0f645f60635fa774d2b92bf0bab00e0a539a2dede

hash256("Hello12") = c2acd1bb160b1d1e66d769a403e596b174ffab9a39aa7c44d1e670feaa67ab2d

hash256("Hello13") = dab8b9746f1c0bcf5750e0d878fc17940db446638a477070cf8dca8c3643618a

hash256("Hello14") = 51a575773fccbb5278929c08e788c1ce87e5f44ab356b8760776fd816357f6ff

hash256("Hello15") = 0442e1c38b810f5d3c022fc2820b1d7999149460b83dc680abdebc9c7bd65cae如果我们要找出前两位是0的哈希值，理论上需要计算256次，因为00出现的概率是162=256，实际计算44次：hash256("Hello44") = 00e477f95283a544ffac7a8efc7decb887f5c073e0f3b43b3797b5dafabb49b5如果我们要找出前3位是0的哈希值，理论上需要计算163=4096次，实际计算6591次：hash256("Hello6591") = 0008a883dacb7094d6da1a6cefc6e7cbc13635d024ac15152c4eadba7af8d11c如果我们要找出前4位是0的哈希值，理论上需要计算164=6万5千多次，实际计算6万7千多次；如果我们要找出前5位是0的哈希值，理论上需要计算165=104万次，实际计算158万次；如果我们要找出前6位是0的哈希值，理论上需要计算166=1677万次，实际计算1558万次；比特币网络的难度是不断变化的，它的难度保证大约每10分钟产生一个区块，而难度值在每2015个区块调整一次：如果区块平均生成时间小于10分钟，说明全网算力增加，难度也会增加，如果区块平均生成时间大于10分钟，说明全网算力减少，难度也会减少。因此，难度随着全网算力的增减会动态调整。根据比特币每个区块的难度值和产出时间，就可以推算出整个比特币网络的全网算力。比特币网络的全网算力一直在迅速增加。目前，全网算力已经超过了100EH/每秒，也就是大约每秒钟计算1万亿亿次哈希：所以比特币的工作量证明被通俗地称之为挖矿。在同一时间，所有矿工都在努力计算下一个区块的哈希。而挖矿难度取决于全网总算力的百分比。举个例子，假设小明拥有全网总算力的百分之一，那么他挖到下一个区块的可能性就是1%，或者说，每挖出100个区块，大约有1个就是小明挖的。由于目前全网算力超过了100EH/s，而单机CPU算力不过几M，GPU算力也不过1G，所以，单机挖矿的成功率几乎等于0。比特币挖矿已经从早期的CPU、GPU发展到专用的ASIC芯片构建的矿池挖矿。当某个矿工成功找到特定哈希的新区块后，他会立刻向全网广播该区块。其他矿工在收到新区块后，会对新区块进行验证，如果有效，就把它添加到区块链的尾部。同时说明，在本轮工作量证明的竞争中，这个矿工胜出，而其他矿工都失败了。失败的矿工会抛弃自己当前正在计算还没有算完的区块，转而开始计算下一个区块，进行下一轮工作量证明的竞争。为什么区块可以安全广播？因为Merkle Hash锁定了该区块的所有交易，而该区块的第一个coinbase交易输出地址是该矿工地址。每个矿工在挖矿时产生的区块数据都是不同的，所以无法窃取别人的工作量。比特币总量被限制为约2100万个比特币，初始挖矿奖励为每个区块50个比特币，以后每4年减半。比特币中的哈希算法比特币使用一种军事级别的加密算法，被称为安全哈希算法 2 (SHA2)。当比特币矿工在找到一个只能通过运行哈希算法才能产生的随机数时，就可以获得比特币奖励。这个过程，本质上是一种计算彩票，需要消耗大量的算力。比特币中的共识算法如果两个矿工在同一时间各自找到了有效区块，注意，这两个区块是不同的，因为coinbase交易不同，所以Merkle Hash不同，区块哈希也不同。但它们只要符合难度值，就都是有效的。这个时候，网络上的其他矿工应该接收哪个区块并添加到区块链的末尾呢？答案是，都有可能。通常，矿工接收先收到的有效区块，由于P2P网络广播的顺序是不确定的，不同的矿工先收到的区块是有可能的不同的。这个时候，我们说区块发生了分叉，在分叉的情况下，有的矿工在绿色的分叉上继续挖矿，有的矿工在蓝色的分叉上继续挖矿：但是最终，总有一个分叉首先挖到后续区块，这个时候，由于比特币网络采用最长分叉的共识算法，绿色分叉胜出，蓝色分叉被废弃，整个网络上的所有矿工又会继续在最长的链上继续挖矿。由于区块链虽然最终会保持数据一致，但是，一个交易可能被打包到一个后续被孤立的区块中。所以，要确认一个交易被永久记录到区块链中，需要对交易进行确认。如果后续的区块被追加到区块链上，实际上就会对原有的交易进行确认，因为链越长，修改的难度越大。一般来说，经过6个区块确认的交易几乎是不可能被修改的。比特币挖矿的成本如果将比特币网络看做一个国家，它的年用电量将排在全球第 32 位。中国的比特币开采量一度占到全球总量的三分之二。此后数月，比特币矿业公司迅速将业务转移到海外。从 2019 年 9 月到 2020 年 4 月，中国矿工的网络总算力占比或“哈希率”达到了71% 以上。充足的廉价电力和硬件设备使中国成为了加密货币公司热衷的目的地。比特币挖矿主要集中在四川省、内蒙古自治区、新疆维吾尔自治区和云南省等地区。这些省份胜在电力资源丰富且价格低廉。为了碳中和，国家对比特币和加密货币开采的立场开始变得强硬起来。此后数月，比特币矿业公司迅速将业务转移到海外。近期数据表明，美国、加拿大和哈萨克斯坦等国的比特币能耗开始上升，随之而来的还有解决其高涨的电力需求压力。发布于 2023-04-08 19:51・IP 属地北京比特币 (Bitcoin)挖矿哈希算法​赞同 13​​2 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

60 组数据透视全球比特币挖矿格局变迁、市场规模及能耗统计 | by 唯客 WEEX | Cointime

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60 组数据透视全球比特币挖矿格局变迁、市场规模及能耗统计

撰文：Techopedia编译：WEEX Exchange在快节奏的数字货币世界中，比特币已成为一个现象级存在，吸引了全球投资者的目光。这种革命性的加密货币的核心是一个叫做「挖矿」的过程，它推动了比特币的运行，并对整个区块链生态系统产生重大影响。本文将深入探讨比特币挖矿和能源消耗统计，以及为什么「挖矿」对比特币和环境的发展都至关重要。无论你是经验丰富的投资者，还是加密货币领域新手，了解比特币挖矿的来龙去脉都是掌握这种数字资产真正潜力的必要条件。因此，让我们深入探索比特币挖矿的有趣世界，阐明其重要性，以及你需要了解的关键信息。比特币挖矿统计数据集锦2023 年 5 月，全球比特币挖矿年耗电量约为 95.58 太瓦时（TWh）。据估计，比特币消耗了全球加密资产用电量的 60%-77%。比特币挖矿拥有 81.1 亿美元的总市值。比特币矿工每天获得的收入为 2770 万美元。美国拥有全球最大的比特币挖矿产业，占比特币全网哈希率的 38% 以上。比特币挖矿能耗统计比特币挖矿能源消耗已成为一个人们广泛关注和审查的课题。随着比特币的普及和价值飙升，开采新币和维护区块链所需的能源也随之增加。据《纽约时报》报道，在比特币早期，当它的追随者有限时，一台台式电脑可以在几秒钟内毫不费力地挖出加密货币。而如今，开采一枚比特币需要大约「9 年的典型家庭用电量」。2023 年 5 月，比特币挖矿预计消耗约 95.58 太瓦时的电力；其 2022 全年的用电量达到 204.5 太瓦时，超过了芬兰全国的用电量。图 1：比特币挖矿估算用电量、最小用电量（TWh/year）据白宫报告称，2022 年美国比特币挖矿消耗的能源总量达到 500 亿千瓦时（kWh），凸显能源使用规模之大。比特币挖矿所消耗的电能超过美国运行的所有计算机能耗的总和。当然，比特币挖矿本身也包含在全国用电量数据之内。图 2：美国家庭用电量和加密货币挖矿耗电量对比上图显示，美国不同家庭场景用电量从高到低依次为：制冷、照明、电视、Crypto、电脑、风机和水泵、冰柜、洗衣机、洗碗机（截至 2022 年 8 月，比特币预计占所有 Crypto 用电量的 60%-77%，WEEX 注）一笔比特币交易需要 1,449 度电来记账（挖矿），大约相当于美国普通家庭 50 天的耗电量。以货币衡量，美国 1 度电的平均成本为 12 美分，也就是说，一笔比特币交易记账需要消耗约 173 美元的电费。比特币挖矿消耗的能源约占全球能源总量的 0.5%，比 Google 全球业务的总耗电量高出 7 倍以上。如果将比特币网络的能源消耗和各国用电量对比，它排在全球第 34 位。（仅次于荷兰，高于哈萨克斯坦，编者注）图 3：各国能耗排名单笔比特币交易的能耗相当于近 10 万笔 Visa 卡交易能耗。2023 年 5 月，比特币每笔交易的用电量达到 703.25 千瓦时，而 Visa 卡的用电量只有 148.63 千瓦时。图 4：比特币交易 vs. Visa 卡交易能耗1）如何计算比特币挖矿的能耗？要确定比特币挖矿的确切能耗具有挑战性，因为影响因素很多，包括：比特币挖矿的去中心化特质缺乏标准化的报告要求动态且不断变化的采矿格局矿工使用的电力来源不同矿场运营的私人性和保密性精确估算能源使用量通常依赖于基于可用数据的假设、近似值和统计模型。Digiconomist 发布的信息图揭示了准确衡量比特币能耗所面临的挑战。鉴于电力成本是持续支出的重要因素，比特币网络的总电力消耗与矿工的收入密切相关。图 5：确定比特币挖矿能耗的步骤2）美国比特币矿场和能耗数据《纽约时报》列出了 34 个比特币矿场，这些都是美国的大型矿场，能耗极大。这些矿场的运营会产生成本，例如电费增加和大量的碳排放，影响到附近的个人。这 34 个挖矿项目中，每个项目的用电量至少是美国家庭平均用电量的 3 万倍。这些业务总共消耗超过 3,900 兆瓦的电力，几乎相当于周围 300 万户家庭的用电量。图 6：美国大型比特币矿场分布内布拉斯加州科尔尼的一个比特币矿场消耗的电量与周围 7.3 万个家庭的用电量相当。佐治亚州道尔顿一家矿场的用电量相当于周围约 9.7 万个家庭用电量。位于德克萨斯州罗克代尔的 Riot Platform 矿场是美国耗电量最大的比特币矿场，它的用电量与周围的 30 万户家庭的用电量相当。Riot 矿场位于 Bitdeer 矿场附近，其消耗的总电量超过了 40 英里半径内所有家庭的总用电量。德州的加密货币矿工已经获得了长期合同，保证他们在长达十年的时间内享受大幅折扣的电价。图 7：德州比特币矿场分布3）气候变化与比特币挖矿及能耗截至 2021 年 8 月，比特币网络的平均排放因子为 557.76 gCO2/kWh，预计电力负载需求为 13.39 GW，比特币挖矿每年可能排放约 65.4 兆吨二氧化碳（MtCO2）。比特币挖矿的碳足迹可以根据矿工使用的电力来源来估算。下图基本代表了比特币挖矿的全球碳足迹，与希腊等国的排放量相近（2019 年为 56.6 MtCO2），占全球总排放量的 0.19%。图 8：比特币挖矿的碳足迹截至 2021 年 5 月，比特币挖矿每年产生约 3.1 万吨电子垃圾。到了 2022 年 6 月，这一数字已上升至 3.5 万吨 / 年，相当于整个荷兰的电子垃圾年产出量。例如，纽约州的一家天然气发电厂 Greenidge LLC 在进行表后（behind-the-meter）比特币挖矿时，每年排放的二氧化碳当量约为 88,440 吨。假设一个发电厂发的电全部用于比特币挖矿，那么每年的排放量将达到 656,983 吨二氧化碳当量。温室气体排放总量中约有 79% 来自发电，发电是主要的排放源。如果发电厂全负荷开机，其年排放量相当于约 14 万辆客车的排放量，或 6 亿磅煤炭燃烧产生的排放量。4）比特币挖矿能耗背后的好处为了应对比特币挖矿的不利影响，比特币挖矿理事会（BMC）——一个由占比特币全网算力 48.4% 的矿业公司组成的全球性论坛——透露，2022 年第四季度的运营数据显示，可再生能源占比特币挖矿用电量的 58.9 %。这相比 2021 年第一季度报告的 36.8% 估算值，有了显著上升。此外，比特币清洁能源倡议备忘录发布的一份研究论文报告称，比特币矿机是可再生能源和存储的理想补充技术。该研究论文中强调的比特币挖矿的其他主要亮点包括：比特币挖矿可以加速全球能源向可再生能源转型。比特币挖矿可以鼓励对太阳能的投资，而电力成本可能不会改变。比特币挖矿市场规模和收入统计比特币挖矿，即验证交易和保护网络安全的过程，已经发展成为一个竞争激烈的行业，导致其市场规模和收入呈指数级增长。该市场已经变得非常有利可图，全球参与者众多，包括个体矿工和大型采矿运营商。与此同时，比特币价格也于 2021 年 11 月突破 65,000 美元，创加密货币的历史新高。截至 2023 年 6 月，比特币市值达到 5978 亿美元。比特币的最大供应量设定为 2100 万枚。这确保了稀缺性，是促进比特币价值主张的一个重要因素。2023 年 3 月，已挖出的比特币数量超过 1900 万枚，剩余尚未挖出的数量为 200 万枚。一旦达到 2100 万枚的阈值，就不再有任何新的比特币被挖出。这种稀缺性反过来又支撑了比特币挖矿的总市值，目前该市值为 81.1 亿美元。1）最大的比特币矿业公司数据CompaniesMarketCap 编制的一份清单包括 16 家最大的上市比特币矿业公司估值。其中，Marathon Digital Holdings 是最大的比特币矿商，市值达 22.7 亿美元。图 9：比特币矿业公司市值 Top5值得注意的是，这份名单并未包含其他一些市值较小的上市矿业公司，以及许多未上市的加密挖矿公司。按收入计算，嘉楠耘智（Canaan）是排名第一的上市矿业公司，2022 年报告的总收入为 6.5 亿美元。中国比特币矿业公司的收入主要来自于比特币矿机销售。图 10：比特币矿业公司收入 Top5按收益（Earnings，息税前利润）计算，嘉楠耘智同样是排名第一的上市矿业公司，2022 年收益总计 9233 万美元。2021 年，该公司的盈利大幅增长，达到 3 亿美元，较 2020 年的亏损 3120 万美元明显改善。2）比特币挖矿收入数据截至 2023 年 6 月 26 日，比特币矿商每日产生的收入为 2770 万美元，较去年同期的 1820 万美元大幅增长 52.20%。2021 年 4 月，比特币矿工实现了自 2018 年以来的最高日收入，达到 8012 万美元（主要得益于 Ordinals、BRC20 带来的 BTC Gas 费上升，WEEX 注）。图 11：比特币矿工收入变化据 Glassnode 报道，2023 年 6 月 27 日，比特币矿工向交易所单笔转入创纪录的 1.28 亿美元 BTC。图 12：矿工转入交易所的 BTC 数据3）比特币挖矿收入的来源矿工的收入有两个来源：比特币区块奖励和交易费用。比特币奖励由在区块链系统中成功挖出区块的矿工获得。为了领取奖励，矿工将其添加到区块的头部。大约每四年，在比特币网络中成功挖出一个新区块的奖励就会减半。当比特币问世时，挖矿的区块奖励是 50 个比特币。截至 2023 年 6 月，每挖出一个新区块的挖矿奖励为 6.25 个比特币，大约每 10 分钟产出一个新区块。下一次减半预计在 2024 年，区块奖励将降至 3.125 BTC。图 13：比特币历次减半比特币大约每 210,000 个区块就会减半一次，直到 2140 年左右，所有 2100 万枚比特币被全部挖出。一旦区块奖励降到 0，矿工将只能获得交易费用回报。用户支付交易费用，以让矿工将其交易打包在比特币区块链中。用户也可以通过提升交易费用激励矿工优先打包自己的交易。截至 2023 年 6 月 28 日，比特币平均交易费用为 2.226 美元，高于 12 个月前的 1.168 美元。该数据有继续增长潜力，类似于 2021 年 4 月发生的情况，当时的峰值接近 62.79 美元。图 14：比特币 Gas 费比特币交易费用可能取决于几个因素：网络拥堵情况交易数据大小所需确认时间费用计算通常根据交易大小（以字节为单位）而不是交易金额来计算。截至 2023 年 6 月 28 日，平均区块大小为 1.69 MB。具有较高哈希率的矿工更有机会向区块链添加新区块，从而获得区块奖励和交易费用。在比特币挖矿的背景下，哈希率是指挖矿设备或网络可以执行加密计算（称为哈希运算）的计算能力或速度。在利润和回报的驱动下，矿工通常根据财务标准来选择挖哪种币，包括每日奖励金额或不同加密资产的价格等因素。图 15：代币选择标准2023 年 5 月的算力指数报告显示，平均算力价格为 $82.23/PH/ 天（相当于 0.00298 BTC/PH/ 天），较 4 月份的平均值 $77.87/PH/ 天（相当于 0.00270 BTC/PH/ 天）上涨 5.6%。图 16：比特币算力计量单位2023 年 5 月，矿工们总共获得 33,365 BTC（相当于 9.185 亿美元），比 4 月份赚取的 27,743 BTC（相当于 8.008 亿美元）增加了 20%。在这些收入中，交易费用贡献了 4,540 BTC（1.258 亿美元），与 4 月份的 812 BTC（2,350 万美元）相比增长 459%。比特币挖矿国别统计数据从中国、美国等大国，到哈萨克斯坦、俄罗斯等国家，不同国家都对全球比特币挖矿的复杂格局产生着影响。1）中国的比特挖矿使用水电在 2021 年 6 月禁止比特币挖矿之前，中国在算力提供和电力消耗方面是无可争议的领导者，拥有近 50% 的网络算力。该禁令严重影响了来自中国的挖矿活动，导致算力大幅下降。图 17：各国挖矿耗电量（太瓦时）根据剑桥比特币电力消耗指数（CBECI），中国在鼎盛时期曾是全球最大的加密货币挖矿中心，占全球比特币网络总算力 65% 至 75% 的份额。中国的月平均算力占比从 2019 年 9 月的 75.5% 下降到 2021 年 9 月的 22.3%，降幅超过 50%。图 18：比特币挖矿市场格局演变中国夏季丰水期，部分地区水力资源丰富，电费下降。矿工利用这一点，将业务转移或拓展到四川等水电资源丰富的地区。2020 年丰水季开始时，四川占中国总算力的 14.9%，这一数字在高峰时一度达到 61.1%。相比之下，主要依赖煤电的新疆，算力份额从雨季开始时的 55.1% 下降到同期最低点 9.6%。图 19：中国的比特币矿区2）美国比特币挖矿统计美国是全球最大的比特币矿区，占比特币全网总算力的 38% 以上。2020 年 1 月至 2022 年 1 月，美国比特币挖矿份额大幅增长，从 4.5% 攀升至 37.8%。乔治亚州的算力份额在全美最高，2021 年 12 月占全国 30.8%。德州以 11.2% 的份额位居第二，肯塔基州以 10.9% 的份额位居第三。图 20：美国各州比特币挖矿份额夏威夷的采矿成本为 54,862.05 美元，利润为 -24,617.20 美元，成为开采比特币最贵的州。下图展示了开采一枚比特币最昂贵的 10 个州。（依次为：夏威夷州、阿拉斯加州、康涅狄格州、罗得岛、马萨诸塞州、加州、新罕布什尔州、佛蒙特州、纽约州、新泽西州，WEEX 注）图 21：美国各州挖矿成本 Top10路易斯安那州成本最低，总成本为 14,955.14 美元，利润为 15,289.71 美元。图 22：美国挖矿成本最低的州3）全球比特币挖矿格局变迁中国矿业的转移改变了全球挖矿布局，导致哈萨克斯坦和俄罗斯等国家成为算力重新分配的主要受益者。根据《世界人口综述》（World Population Review）提供的数据，截至 2023 年，主要比特币矿区的算力占比如下：美国：35.4%哈萨克斯坦：18.1%俄罗斯：11.23%加拿大：9.55%爱尔兰：4.68%马来西亚：4.58%德国：4.48%伊朗：3.1%禁令实施后，许多中国矿工将业务迁至哈萨克斯坦，因为该国距离较近且天然拥有丰富的化石燃料。2019 年，化石燃料占哈萨克斯坦发电量的 84%，水力发电占比 12%，太阳能和风能装置贡献不到 2%。哈萨克斯坦北部地区丰富的煤炭存储为该国 70% 以上的发电厂提供动力。哈萨克斯坦的电力由 155 座不同所有制模式的发电厂提供。截至 2022 年 1 月 1 日，该国发电厂总装机容量达到 23,957 兆瓦，可用容量为 19,004 兆瓦。2019 年 9 月至 2021 年 9 月期间，哈萨克斯坦的全球比特币挖矿份额显着飙升，从 1.3% 飙升至令人注目的 24.3%。由于煤炭的可自足性和能源效率，该国的比特币挖矿业务蓬勃发展。不过，根据俄罗斯媒体《生意人报》（Kommersant）2023 年 4 月的报道，俄罗斯已成为全球第二大比特币矿区，仅次于美国。俄罗斯顶级加密挖矿公司 Bitriver 的数据中心由该国第三大石油生产商 Gazprom Neft 提供支持。为了满足加密挖矿的电力需求，直接用石油液化气发电。图 23：俄罗斯挖矿公司 Bitriver尽管美国以 3-4 吉瓦的供电能力保持显著的挖矿领先地位，但俄罗斯的供电能力在 2023 年 1 月至 3 月已达到了 1 吉瓦。俄罗斯排名的变化恰逢美国在州和联邦层面对加密货币挖矿实施税收和监管措施，从而使得美国挖矿产业面临不太友好的政策环境。比特币挖矿 vs. 其他资源成本由于性能挑战，比特币通常被比作「数字黄金」 ，而不是支付系统。因此，可以将比特币挖矿和黄金挖矿进行比较。全球每年开采约 3,531 吨黄金，产生的二氧化碳总排放量为 8100 万吨。将比特币开采的碳强度与开采实物黄金的碳强度进行对比，很明显前者超过了后者。不过值得注意的是，此计算包含矿工费（mining fees），而矿工费在实物金矿开采中并不存在。此外，这样进行比较不可取的地方还包括，我们可以停止开采实物黄金，但比特币挖矿一刻也不能停，它是整个比特币网络不可或缺的一部分。图 24：黄金开采与比特币挖矿根据具体资源和提取方法的不同，资源提取的能源成本可能会有很大差异。例如：根据美国地质调查局 (USGS) 的数据，铜矿开采每生产一吨铜 (GJ/t) 的能源消耗为 0.2 至 1.5 吉焦耳，铜的电气用途约占总用量的 3/4；生产一吨铝大约需要 17,000 千瓦时 (kWh) 电力，生产铝所需的电能通常来自火电厂，其最高运行效率约为 30%。2021 年，美国电力公司和独立发电每生产 1 度电 (1 kWh) 的分别需要：1.12 磅煤、7.36 立方英尺天然气、0.08 加仑石油液化气、0.82 磅石油焦（Petroleum coke，石油的减压渣油，经焦化装置，在 500-550℃ 下裂解焦化而生成的黑色固体焦炭，编者注）。

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什么是比特币挖矿？ | 了解关于BTC的一切 | 比特币入门

特币挖矿？ | 了解关于BTC的一切 | 比特币入门开始什么是比特币挖矿？比特币的新铸造过程在某些方面类似于从地球中提取贵金属的过程。因此，这个过程被称为“比特币挖矿”。正如比特币白皮书中所述： 不断增加固定数量的新币类似于金矿工人耗费资源将黄金加入流通。在我们的案例中，耗费的是CPU时间和电力。 比特币挖矿的简化概述如下：人们通过应用计算能力参与一种称为“工作量证明”（PoW）的过程，以竞争获得比特币奖励。之所以这样命名，是因为只有那些证明自己已经投入了足够资源（工作）的参与者（矿工）才有机会赢得奖励。大约每10分钟，奖励会分发给一个胜出的“矿工”。奖励有两部分 -> (1) “区块奖励”，即新铸造的比特币。在写作本文时，区块奖励设定为6.25比特币（但从2024年5月初开始，奖励将减半，之后每四年再减半，依此类推）。(2) 当前区块内所有交易相关的费用。希望进行交易的终端用户必须为拟议的交易附加一笔费用，以激励矿工将其包含在下一个区块中。目录为什么需要比特币挖矿？什么是工作证明，为什么它是必要的？比特币挖矿是如何工作的？什么是比特币的哈希算法？比特币挖矿中的难度调整是什么，为什么需要它？比特币挖矿合法吗？比特币挖矿对环境有害吗？比特币挖矿盈利吗？比特币挖矿如何影响比特币的价格？仅需 30 美元就能起步购买从比特币、比特币现金、以太坊等中选择相关文章从此处开始 →比特币快速入门指南了解比特币及其重要性的简明介绍。查看 →比特币快速入门指南了解比特币及其重要性的简明介绍。我如何创建比特币钱包？学习如何快速轻松地创建比特币钱包。了解不同的钱包类型及其各自的优缺点。查看 →我如何创建比特币钱包？学习如何快速轻松地创建比特币钱包。了解不同的钱包类型及其各自的优缺点。比特币术语查看 →比特币术语阅读我们的常见问题解答快速找到常见问题的答案。查看 →阅读我们的常见问题解答快速找到常见问题的答案。我怎样购买比特币？了解如何在几分钟内获得您的第一比特币。查看 →我怎样购买比特币？了解如何在几分钟内获得您的第一比特币。如何出售比特币？了解如何安全地将比特币兑换成本地货币。查看 →如何出售比特币？了解如何安全地将比特币兑换成本地货币。如何保障我的加密资产安全？确保您的加密资产安全，请遵循这些简单的建议。查看 →如何保障我的加密资产安全？确保您的加密资产安全，请遵循这些简单的建议。你收件箱中的 Bitcoin.com每周的重要新闻提要，加上为经济自由提供支持的教育资源和产品及服务更新注册使用 Bitcoin.com 钱包，开始安全投资已生成超过个钱包安全买卖、交易和投资比特币及其他加密货币所需要的一切立即创建您自己的钱包

2024年比特币挖矿成本分析 - 知乎

2024年比特币挖矿成本分析 - 知乎切换模式写文章登录/注册2024年比特币挖矿成本分析柠檬不萌666到2024年，比特币挖矿的成本可能会受到多种因素的影响，包括能源成本、矿机效率、比特币价格以及减半事件等。具体如下：1. **能源成本**：挖矿成本在很大程度上取决于电力成本，因为挖矿是一个能源密集型的过程。如果能源价格上涨，那么挖矿成本也会相应增加。2. **矿机效率**：随着挖矿硬件技术的进步，新型矿机的效率通常会提高，这可能有助于降低单位比特币的挖矿成本。3. **比特币价格**：比特币的市场价值直接影响挖矿的盈利性。如果比特币价格保持高位或继续上涨，那么即使挖矿难度增加，挖矿活动也可能是有利可图的。4. **减半事件**：预计在2024年发生的比特币减半将减少矿工的新比特币奖励，这意味着挖矿收入将减少，除非比特币价格上涨以补偿减少的奖励。5. **市场和链上活动**：链上活动的增加，例如NFT铭文，为矿工带来了额外的交易费用收入，这可能部分抵消了区块奖励减少的影响。6. **环境和政策因素**：随着对环境影响的关注增加，挖矿操作可能会面临更严格的监管和环保要求，这可能导致成本上升。7. **技术进步**：新的挖矿技术和方法可能会降低能耗和成本，但这需要时间和投资来实现。8. **宏观经济状况**：全球经济状况也可能影响挖矿成本，例如货币政策和金融市场波动可能会影响能源价格和投资成本。总的来说，由于比特币挖矿成本受多种因素影响，因此很难精确预测2024年的挖矿成本。然而，可以预见的是，随着比特币减半的临近，矿工将面临更大的经济压力，而市场的反应和适应将决定挖矿行业的整体盈利能力。好了，本期文章分享到这里。本文仅提供参考建议，虚拟投资需谨慎！柠檬在挖矿 矿机一响，黄金万两 挖矿正当时，蓄力赴牛市发布于 2024-03-06 09:56・IP 属地湖北成本比特币 (Bitcoin)btc挖矿​赞同​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请