什么是比特币挖矿？

我们先来看看7个区块链的基本概念：

一、“挖矿”：获取记账权的过程形象地称为“挖矿”；

第二种，“矿工”：竞争挖矿的人或组织称为“矿工”；

第三个，“算力”，假设一台矿机的计算量级在10T左右，可以说这台10T的矿机算力是10T；

第四个挖比特币的矿机是什么东西，“工作量证明”，简单来说就是“做的越多，得到的越多”，简称“PoW”；

第五个，“Proof of Equity”，简单理解为“持有越多，得到的越多”，简称“PoS”；

第六个，“区块”挖比特币的矿机是什么东西，网络平均每 10 分钟创建一个账本页面，我们称之为区块；

第七个，“区块链”，每个区块都打上时间戳，并按照严格的顺序连接起来，称为区块链。

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全球测验？

我们知道，神秘人中本聪在 2008 年发明比特币，就是因为当时的全球经济危机。在没有中央机构的货币发行体系中，货币不会无限发行，每个人都会公平公正。所以中本聪建立了一个类似比特币的系统。

那么，在没有中心化组织的情况下，比特币的发行、记账、交易如何进行？

中本聪首先明确了比特币的发行机制。规定比特币总数为2100万，比特币网络大约每10分钟产生一页账单。中本聪还规定，开始时每个区块的比特币奖励为 50，之后每 210,000 个区块减半。直到 2140 年。所有比特币都已发行。

210,000个块，我们算一下，平均每10分钟产生一个块，产生210,000个块需要多长时间？理论上需要1458.3天，也就是3.99年。这就是流行的说法“比特币每四年减半”的由来。从2016年7月8日开始，比特币第二次减半，即每个区块伴随的比特币奖励为12.5枚。

我们如何计算当前区块的数量？很简单，我们用“块高度”来标记它。也就是说，一个区块的高度是比特币诞生以来的第一个区块！打开任意一个比特币区块浏览器，我们可以看到最新的区块高度。通过区块高度，我们可以计算出比特币下一次减半需要多长时间，难度调整需要多长时间，重大事件需要多长时间。

中本聪随后指定了簿记的形式。我们知道比特币使用了工作量证明机制，即 PoW 机制。所有矿工通过争夺哈希计算来争夺记账权。就像每 10 分钟就有一道数学题被扔进网络，大家比试谁数得最快。在每一轮比赛中，谁先算出正确答案，谁就获得了本轮的算力。他在这个页面上记录的账单，大家应该以此为标准。然后，基于这一页票据，大家争夺下一页票据的记账权。通过这种共识机制，中本聪解决了分布式系统中账本的唯一性。

为什么矿工竞争记账？使用计算机进行计算会消耗电力并存储大量数据。对矿工有什么好处？毕竟单纯靠公益，这样的制度不会长久。

这也是中本聪最聪明的地方：他将比特币的发行与竞争性记账绑定在一起。记账人每次获得记账权，都会得到系统生成。新的比特币作为奖励。也就是说，最快的电脑会“挖”出一定数量的比特币。

在每一轮竞争记账中，谁获得了记账权，谁就会获得这个区块中新生的比特币奖励和账单中记录的交易费用。 2017年，如果你是一名矿工，并且在一轮比赛中获得了记账权，你将获得12.5个新发行的比特币，加上这个区块的所有费用，大约只有几分之一2 比特币费用。随着新比特币每四年减半，新比特币的奖励越来越少，矿工们还会有挖矿的动力吗？

答案是肯定的。因为他们还有另一部分收入，就是大家给的比特币转账手续费。还记得我们提到在比特币的世界里，转账手续费可以自己填吗？随着越来越多的人和机构使用比特币，全球比特币转账越来越频繁，转账手续费总额也将增加，手续费将成为未来矿工的主要收入来源。

比特币转账与我们通常的银行转账相同。我们选择一个有比特币的地址，输入对方的比特币地址，输入要转账的金额，输入矿工的手续费，然后用私钥签名，提交后等待矿工处理。通过加密机制，中本聪使得随机生成的私钥只对应一个地址，保证了每个地址发送比特币的合法性。

比特币目前的区块大小为 1M 字节，可容纳约一千笔交易。当网络上转账的人较少时，您可能只需要等待 10 分钟，矿工的确认就会被下一个区块确认。如果目前转账的人很多，您可能需要额外排队等候 10 分钟甚至更长时间。矿工将继续等待记录的转账交易，选择费用相对较高的转账信息进行记账。如果您的费用没有排在第一位，您可能需要排到很晚才能记录您的帐户。

通过这样的设计，中本聪将比特币的发行、比特币的记账和转账等环节联系在一起，使整个系统能够自发运行。现在，虽然中本聪的核心人物已经消失，但我们看到了比特币自发的生命力，这就是去中心化系统的魅力。

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比特币挖矿如何运作？

那么，在这场知识竞赛中，需要哪些具体问题呢？首先介绍比特币区块的组成部分。

一个比特币区块主要由两部分组成：区块头和区块体。

对于挖矿，收集区块头中的6个字段可以获得比特币奖励，包括创建新区块的奖励和区块中包含的交易的交易费用。

区块头的6个字段中，除了随机数需要不断试错外，其他5个字段很容易获得。例如：

版本信息用于跟踪软件升级的版本号，可以从软件信息中自动获取。父块头的哈希值，即前一个块的哈希值，是在父块被挖出后确定的。您可以简单地将哈希值理解为一段数据或文件的 DNA。只要大数据发生变化，哪怕是很小的变化，hash值也会发生变化，用来判断两个文件是否相同。当打包在一个区块中的交易被确认时，利用该区块中默克尔树根的哈希值来保证从其他节点接收到的数据块没有被损坏，没有被替换，甚至会检查其他节点不会作弊或张贴假块并确保。时间戳是指区块生成的大致时间，可以自动记录。该区块的工作量证明算法的难度目标也由系统给出。

那么，什么是合适的随机数？取块头中 6 个字段的哈希值。如果这个值小于或等于系统给出的难度目标值，则找到一个合适的随机数。

矿工可以通过不断试错，直到找到合适的随机数，挖出新的区块，获得相应的区块奖励和交易手续费奖励。

这是比特币挖矿的过程。

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总结

比特币矿工挖比特币的概率取决于他所拥有的算力与全网算力的比值，而不是一门赚钱的生意。

能不能赚钱不仅仅取决于挖矿的收益，包括挖出的比特币数量和比特币的价格；还有关于挖矿的成本，包括矿机成本和矿机算力、功耗、电费等运营成本。