什麼是比特幣挖礦?
內容
-哈希函數在比特幣挖掘中的作用
比特幣挖礦是如何工作的?
有多少比特幣?
-比特幣挖礦獎勵
-比特幣挖礦成本
-如何開始挖掘比特幣
比特幣實際上有三個方麵:它是一個協議(或一組規則)定義了網絡應該如何運行。這是一個軟件實現了那個協議。這是一個計算機網絡運行使用該協議創建和管理比特幣的軟件。
2008年，區塊鏈的概念是中本聰介紹的在白皮書中(pdf)作為支持比特幣交易的核心組件。作為驅動比特幣等加密貨幣的技術，區塊鏈與不穩定且(迄今為止)基本上不受監管的金融交易有關，但它們也不僅僅關乎金錢。區塊鏈還可以是一個可編程係統，以確保數字所有權的安全，提高交易的透明度，甚至在陌生人之間也是如此。
比特幣挖礦的目的是發行新的比特幣;確認交易;並保證比特幣網絡的安全。
從本質上講，比特幣是一個數字簽名鏈。每個所有者通過數字簽名將硬幣轉讓給下一個哈希之前的交易和下一個所有者的公鑰，並將它們添加到硬幣的末端。收款人可以驗證簽名以驗證所有權鏈。
這個詞礦業被用來比喻創造新的比特幣，因為它需要(計算)工作，就像開采自然資源需要(物理)工作一樣。礦工發現的代幣是虛擬的，隻存在於比特幣區塊鏈的數字分類賬中。
挖掘比特幣，或任何其他cryptocurrency因此，通過對之前發生的事務進行計算來驗證事務。這是加密貨幣的基本功能，因為它可以防止重複支出，收取交易費用，並創建硬幣供應。
哈希函數在比特幣挖掘中的作用
的哈希，也叫哈希函數是一個64位的十六進製數，是加密貨幣的基本組成部分，也是區塊鏈的核心安全元素。它是密碼學的一個元素，用於指定固定長度的任意大小的數據記錄。
哈希函數早在比特幣出現之前就存在了。例如，SHA-256用於一些最流行的身份驗證和加密協議，包括SSL、TLS、IPsec、SSH和PGP。在Unix和Linux係統中，SHA-256用於安全的密碼哈希。
在加密中，數據被轉換成一種安全的格式，除非接收者有密鑰，否則無法讀取。在其加密形式下，數據的大小可能是無限的，通常與未加密時一樣長。相比之下，在哈希中，任意大小的數據被映射到固定大小的數據。例如，512位的數據字符串將通過SHA-256哈希轉換為256位的字符串。
有許多不同的哈希函數，每一個都有不同的屬性。比特幣中使用的哈希函數是SHA -256。SHA代表安全哈希算法．該功能的特點是保證安全性。SHA-256是一種專利的加密哈希函數，它輸出一個256位長的值。
哈希函數總是產生隨機結果，類似於彩票結果。然而，它是決定性的。這意味著相同的輸入(輸入到哈希函數的內容)提供相同的輸出。不同的輸入提供完全不同的哈希值。哈希函數是高度敏感的;如果輸入中隻有一位發生了變化，那麼整個輸出(產生的散列)都會發生變化。
你可以用SHA-256在線生成器看看它是如何工作的。
比特幣挖礦是如何工作的?
參與者被稱為礦工，他們通過應用計算能力來爭奪比特幣，這一過程被稱為Proof-of-Work(PoW)向構成分類賬(區塊鏈)的鏈中添加新的區塊。這個過程被命名為PoW，因為隻有被證明投入了足夠資源(工作)的礦工才有機會挖掘比特幣。
礦工輸入到SHA-256哈希函數的數據包括所有符合區塊大小限製的當前交易，前一個區塊的哈希結果和nonce。nonce是一個隨機值，礦工在每次哈希嚐試獲得新輸出時都會更改。即使輸入的微小變化也會產生完全不同的輸出。
一旦CPU的工作量被消耗以滿足工作量證明，如果不重新做工作，就不能更改塊。由於後麵的塊是在它之後鏈接的，改變塊的工作將包括重做它之後的所有塊。
在將區塊添加到區塊鏈之前，其中包含的信息必須經過比特幣網絡的驗證。為了創建一個新的區塊，礦工經常更改nonce，以生成一個編號低於的散列目標．目標存儲在每個塊的塊頭中的比特字段中。它是這樣工作的:
初始(和最大)目標值被硬編碼到每個比特幣節點的源代碼．這可能是中本聰(Satoshi Nakamoto)對一個足夠困難的目標的最佳猜測，該目標將導致10分鍾的間隔在新塊之間。
這10分鍾的間隔是比特幣的另一個硬編碼特征:該協議包含每小時增加6個區塊，或每10分鍾增加一個區塊的目標。當然，區塊添加到網絡中的速度是無法預測的，這取決於礦工的工作速度，以及有多少計算資源被用於尋找哈希。出於這個原因，目標的難度每2016個區塊(大約兩周)調整一次，以嚐試並確保平均每10分鍾挖掘一次區塊。因此，它在區塊之間創建了一致的時間，並在網絡中一致地發行新的比特幣。
的困難是對比特幣區塊挖礦難度的衡量，或者用更專業的術語來說，是在給定目標之下找到哈希的難度。高難度意味著挖掘相同數量的區塊需要更多的計算能力，使網絡更安全。
在2021年10月底，難度水平為21.6萬億，這意味著計算機為低於目標的區塊生成哈希的幾率為21.6萬億分之一。你可以在這裏跟蹤比特幣網絡的難度水平．
隨著目標的不斷減少，例如在2021年11月，比特幣區塊鏈上708177區塊的哈希已經包含20個前導零。你可以檢查一下最新的比特幣區塊在這裏．
一旦找到散列，就關閉該塊，並將其添加到區塊鏈。在成功挖掘一個區塊後，礦工將獲得新創建的比特幣和交易費用作為獎勵。
有多少比特幣?
新比特幣添加到流通供應中的速度會按照代碼中定義的時間表逐漸下降。從每個區塊50個比特幣開始(大約每10分鍾增加一個新區塊)，發行速度大約每四年降低一半。
2020年5月，第三次減半將發行率從每個區塊12.5比特幣降低到6.25比特幣。當時，2100萬枚硬幣中的1837.5萬枚(占總數的87.5%)已經被開采出來。第四次減半是在2024年，將發行量減少到3.125比特幣，以此類推，直到大約2136年，最後一次減半將使區塊獎勵減少到0.00000168比特幣。
比特幣挖礦的回報
與比特幣挖礦相關的硬件和能源成本，以一種去中心化的方式，沿著博弈論驅動的原則，有助於網絡的安全性。然而，隨著時間的推移，這些費用大幅增加。
該網絡通過將新挖出的比特幣分配給第一個隨機找到值小於目標的哈希值的礦工來激勵用戶參與區塊驗證過程。如上所示，目前獎勵是每個新開采的區塊6.25比特幣。
礦工獎勵的第二個組成部分是與當前區塊中所有交易相關的費用。希望進行交易的最終用戶必須在擬議的交易中附加一筆費用，以激勵礦工將其納入下一個區塊。
目前，比特幣區塊大小限製在1mb。由於比特幣交易大小不一，每個區塊中包含的交易數量也各不相同。這個數字大概在800到3000之間。再次，查看最新的比特幣區塊在這裏查看包含的事務數。
如果事務的需求大於可用的塊空間，那麼您需要一種方法來優先考慮哪些事務進入一個塊。這是通過用戶願意支付的交易費用來實現的，目的是激勵礦工將此交易添加到下一個區塊。這筆費用通常是幾美元，但在2017年的加密熱潮中已經達到了60美元。你可以在這裏查看曆史和實際值．
比特幣挖礦成本
當然，礦工的回報必須與他們的成本相衡量。加密貨幣再也不能在台式機或筆記本電腦上以任何程度的速度和效率被挖掘。專門的采礦硬件(稱為鑽機)和軟件已經開發出來，以處理成為成功礦工所需的不斷增長的哈希率。
哈希率(也稱為哈希力)是礦工操作的速度。具體來說，它是礦工開發一個比特幣(或任何其他加密貨幣單位)所使用的計算設備的速度。要在挖礦中取得成功，速度是至關重要的，因為礦工試圖在其他人之前找到正確的哈希。
哈希率是以每秒哈希為單位來衡量的，這意味著每秒可以執行多少次計算。2021年10月，比特幣網絡的哈希率達到每秒158太哈希(1太哈希等於1萬億哈希)。請查看關於比特幣網絡哈希率的當前統計數據．
典型的比特幣挖礦設備是一台配備多顯卡或gpu的基本計算機，而不是單卡標準;或者更現實地說，一個專用集成電路(ASIC)的成本可高達2萬美元:
ASIC比特幣挖礦硬件示例
| 礦業公司 | 哈希權力 | 電力消耗 | 價格 | |
|---|---|---|---|---|
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Antminer S19 | 95 /秒 | 3250 w | ∼12000美元 |
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螞蟻礦工S19 pro | 110 /秒 | 3250 w | ∼16 - 17000美元 |
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Whatsminer Asic M30S+ | 102 /秒 | 3400 w | ∼14000美元 |
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阿瓦隆1166專業版 | 72 /秒 | 3024 w | ∼7700美元 |
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阿瓦隆1246 | 87 /秒 | 3420 w | ∼8250美元 |
加密挖礦企業在一個地方有數千個鑽井平台。這些農場產生大量的熱量。需要冷卻。這需要更多的能量。
Digiconomist的比特幣能耗指數據估計，一筆比特幣交易需要1858千瓦時才能完成，相當於一個普通美國家庭大約64天的電力。
換算成貨幣的話，歐洲每千瓦時的平均成本是21美分，美國是13美分。這意味著一筆比特幣交易在歐洲將產生超過390美元的能源賬單，在美國將產生240美元。
再加上購買和更新挖礦硬件的成本，以及挖礦場的基礎設施成本。
如果你想了解詳細的計算，看看這個比特幣挖礦利潤計算器．
如何開始挖掘比特幣
正如我們所看到的，你可以在台式電腦上自己挖比特幣的日子已經一去不複返了。如果你真的想試試比特幣挖礦的運氣，你最好的選擇是和其他人一起合作挖比特幣礦業池．
比特幣礦池是一群合作的礦工，他們同意按照他們貢獻的哈希算力的比例分享區塊獎勵。全球約有20個大型礦池，其中約75%位於中國。這統計在這裏顯示了截至2021年4月以網絡哈希率衡量的最大比特幣礦池。
這張圖表隻是一個簡單的參考。礦池的位置並不重要，因為大多數礦池在每個國家都有服務器，所以即使礦池位於中國，你也可以連接到美國或歐洲的服務器。在你承諾之前，請確保你了解這個池子的費用結構(1%到4%之間)。
如果你真的想要加入一個礦池，你需要的東西是一個挖礦設備(見上文)，一個比特幣錢包，還有一個比特幣挖礦軟件，它也可以把你連接到礦池。有免費的開源挖礦軟件CGMiner．你的盈利能力的一個關鍵問題是你居住的地方的電力成本(見上麵的挖礦計算器)。
不要混淆礦池和雲礦業-你真的應該遠離的東西。雲挖礦就是你付錢給服務提供商，讓他們幫你挖礦，然後你就能得到獎勵。雲挖礦是一種商業安排，礦工擁有所有的鑽機和基礎設施。你實際上是在從礦工那裏租用哈希算力，以換取比特幣的潛在利潤。
這種安排的主要問題是，你無法控製他們開采什麼、何時開采、如何開采，甚至他們是否有任何基礎設施。正因為如此，雲挖礦吸引了很多騙子。
請查看我們的smartworldder部分以了解更多信息智能技術．