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许多人对比特币的基本问题之一是围绕硬币本身的起源。关于其价值、安全性和历史的问题最终都会导致两个问题:比特币从何而来,比特币挖矿是什么?

“工作证明”

如果您听说过比特币,那么您可能也看到过“工作量证明”这个词。这个过程是比特币按预期工作能力的核心,也是运行比特币的分散计算机网络相互保持同步的原因。事实上,这项发明真正将比特币与之前创造数字货币的任何尝试区分开来。

什么是比特币与挖矿

虽然传统货币是通过(中央)银行创造的,但比特币是由比特币矿工“开采”的:网络参与者竞争成为一台被允许记录所有最近交易的计算机。如果您的计算机能够赢得这场比赛,那么您将获得奖励自己一些比特币作为对您努力的奖励。

“彩票”

寻找一个区块最类似于一种彩票。赢得这个彩票的最好方法是在其他人想出幸运数字之前尽可能多地猜测(我们称这个数字为“随机数”,矿工试图“猜测”一个小于或等于的随机数特定目标)。

每笔等待完成的比特币交易都会首先被发送到“内存池”,这是比特币网络上待处理交易的保存区域。矿工将等待记录的待处理交易并将它们组合起来以创建交易“块”。

为了赢得彩票,矿工需要获取他们的交易区块、来自最新确认区块的信息,并添加一个随机幸运数字,该数字比网络上的任何其他矿工更快地满足某些条件。它们包括来自最新确认区块的信息,以创建区块链(“区块链”)。

通常需要数万亿次猜测才能猜出正确的幸运数字;整个过程从开始到结束大约需要 10 分钟,但这取决于矿工的猜测次数。找到这个幸运数字是很困难的:你不得不尽可能多地猜测,尽可能快地猜测。

因为这个“彩票”,有两个重要的结果:

  • 一方面,工作量证明可以防止矿工凭空创造比特币:他们必须在每次猜测时消耗真正的计算能量,以便有机会赚取比特币。为矿工供电的电力不是免费的,因此为开采比特币创造了真正的财务成本。
  • 其次,工作量证明使比特币的历史僵化。如果攻击者要尝试更改过去发生的交易,则该攻击者必须重做此后所做的所有工作才能赶上并建立最长的链。这实际上是不可能的,这也是为什么矿工被称为“保护”比特币网络的原因。

任何人都可以成为比特币矿工来尝试赚取这些硬币。然而,多年来,采矿业已经变得越来越工业化,如今主要由拥有专业硬件、廉价电力和大数据中心的专业人士完成。

什么是挖矿奖励?

作为保护网络的交换,作为激励燃烧这种能量的“彩票价格”,每个新区块都包含一个我们称为“coinbase 交易”的特殊交易。正是这笔交易奖励了矿工新的比特币,这就是比特币首次流通的方式。

在比特币推出时,每个新区块奖励给矿工 50 个比特币,这个数额每四年减半:目前每个区块包含 6.25 个新比特币。这被称为“区块补贴”。

此外,矿工可以保留与他们包含在其区块中的交易相关的任何费用。由于每个区块的交易数量有限,所有比特币交易都包含一笔费用,以激励矿工优先处理交易。交易费用越高,您的交易被矿工从内存池中提取并更快处理的可能性就越大。

这些交易费用,连同区块补贴,通常被称为“挖矿奖励”。因此,挖矿是一种机制,用于将新比特币引入系统并以一种在计算上无法修改的方式设置交易历史,矿工受到区块奖励的激励,区块奖励由引入的新比特币区块和进行交易的人支付的费用组成。

什么是比特币挖矿难度?

比特币矿工在内存池中提取交易并将其散列。他们的目标是“猜测”一个低于或等于网络目标的哈希值。

比特币挖矿网络难度是衡量矿工找到哈希的难度的指标。网络难度等于网络目标的倒数:网络目标 = 1 / 网络难度。网络目标越低,找到有效区块就越困难(因为它是按照网络难度的倒数计算的)。

按照设计,比特币网络力求保持 10 分钟的一致出块时间。挖矿难度每 2,016 个区块(大约每两周一次)以编程方式进行调整,以便矿工尽可能每 10 分钟成功向区块链添加一个区块。

该困难是调整基于有多少矿工(和,因此,多少散列功率)在网络上是活动的-随着越来越多的矿工参与,开采变得更加困难,使得本10分钟间隔被保持。

什么是比特币矿工?

比特币矿工是网络参与者,他们通过将交易包含在他们找到的比特币区块中来按时间顺序排列交易。比特币矿工用于执行此任务的设备称为比特币挖矿硬件,个人设备也称为比特币矿工(如利用它们的组织)或挖矿设备。

这些硬件设备是专门设计和制造的计算机,可以最有效地解决计算难题,这是寻找(挖掘)下一个比特币区块的关键。

只要您拥有正确的硬件和软件,任何人都可以成为矿工。

比特币挖矿硬件

比特币挖掘硬件由专门设计用于最有效地挖掘比特币的设备组成。这些计算机尽可能快速有效地“猜测”正确的哈希值,并由专为该功能而设计的专用集成电路或 ASIC 运行。虽然最早的挖矿是由标准计算机 CPU 进行的,但挖矿运营商被激励获得更多的哈希能力,部分是通过创建定制机器来实现的,首先是图形处理单元 (GPU),后来是 ASIC。

我们已经更深入地介绍了比特币采矿硬件,作为它自己的指南,我们分解了几种不同类型的计算机及其哈希能力。

比特币矿池

从某种意义上说,挖矿是一种首先解决算法难题的竞赛,成功的机会取决于对网络贡献的挖矿算力的比例。如果您能够贡献总算力的很大一部分,您就有更好的机会首先解决难题并获得相关的比特币奖励。如果您无法贡献大部分的哈希算力,您就不太可能成功挖掘一个区块。

为了增加成功挖掘区块和收集奖励的机会,只能向网络贡献相对少量算力的矿工们在称为矿池的群体中一起禁止。

这些是由第三方组织和运营的去中心化团体,用于协调来自世界各地矿工的算力,然后根据贡献给矿池的算力按比例分享任何产生的比特币。矿池还代表个体矿工运行完整的比特币节点。

云挖矿

云挖矿允许您在无需投资任何硬件的情况下挖掘比特币,让您可以通过云访问其他人的挖矿硬件的哈希能力。提供云挖矿合同的公司允许客户从公司运营的挖矿硬件中购买哈希率。

买家通常需要预先支付合同费用和持续的维护费。作为回报,用户通过他们支付的算力产生收入——购买的算力越高,你可能收到的比特币就越多(作为收入)。买家需要评估算力产生的收入大于购买和维护合约的成本的可能性。

一般来说,提供云挖矿服务的人倾向于纯粹根据访问的算力数量或按月或按年合同收费。云挖矿模式包括租用算力、托管挖矿和虚拟主机挖矿。

通常,客户只需在云挖矿公司开立账户并选择合同的确切条款。但是,这意味着可能很难验证您是否收到了您所支付的款项。行业中存在许多骗局和不公平定价的合同,因此买家在购买合同之前应自行研究。

如何挖掘比特币

无论围绕其盈利能力的许多因素如何,您都可能决心开采比特币。如上所述,挖矿是网络不可或缺的实践,很少有方法可以像自己挖矿一样直接参与比特币。

以下是有关您开始需要的一些提示:

  1. 一个比特币钱包

如上所述,从挖矿中赚取的任何比特币都需要发送到某个地方。这就是比特币钱包的用武之地。基本上,如果你想直接参与比特币,你需要一个钱包。

  1. 比特币挖矿节点

比特币挖矿本身已经成为一个行业,有一个被称为 ASIC 的专用设备市场(专用集成电路专门用于以最低的能源成本优化最高的哈希率。虽然在技术上可以尝试在家用计算机上进行挖矿)或其他设备,以这种方式成功开采是不可能的,并且您将在此过程中损失能源成本。

即使拥有少量ASIC 矿机,个人也需要与矿池连接才能从比特币中获利。

  1. 比特币挖矿软件

比特币挖矿软件是您的挖矿硬件和比特币网络之间的桥梁。这也是您将矿机连接到矿池并获得哈希率奖励的方式。此外,它将引导任何付款到您的比特币地址。

比特币挖矿软件

虽然硬件进行挖掘过程,但软件也是比特币网络和矿工不可或缺的一部分。这是挖矿硬件的努力与整个比特币网络之间的桥梁。

该软件可以监控来自矿工的传入和传出数据,报告有关硬件性能的统计数据,并将单个矿工连接到矿池。

比特币钱包和挖矿软件

比特币钱包是使用挖矿软件和获取矿工希望收集的比特币奖励不可或缺的一部分。由于该软件将矿工连接到比特币网络,它也是他们接收比特币的渠道,因此该软件必须与比特币钱包连接。

比特币挖矿软件将向矿工的比特币地址支付挖矿奖励,该地址可以通过创建或下载比特币钱包获得。

最好的比特币挖矿软件

有许多比特币挖矿软件产品,最适合任何给定矿工或挖矿业务的产品取决于他们的特定需求。个人矿工的流行选择包括 Hive OS、Minerstat、ethOS Mining OS、Simple Miner 和 Hashr8 OS。

大多数大型矿场都有自己的内部解决方案。

比特币挖矿有利可图吗?

因为比特币挖矿本质上是一种竞争,盈利问题主要是关于获得竞争优势。对于许多大型企业来说,这种优势是通过以尽可能低的电力成本运行相对大量的挖矿设备来实现的。

那些拥有最新和最强大的采矿硬件的人也有优势,但如果您的电力成本相对较低,则有可能与旧设备竞争。较小规模的采矿作业可以通过优化电力成本来取得成功。

比特币挖矿是中心化的吗?

比特币本身并不意味着挖矿应该是一个集中的过程——任何地方的任何人,只要拥有能够连接到比特币网络并对内存池交易进行哈希处理的设备,都可以参与比特币的挖矿。但是挖矿已经成为一个利润丰厚的行业,挖矿硬件也变得如此专业化,以至于相对较少的操作贡献了网络散列能力的大部分。

至少自 2014 年以来,对比特币挖矿中心化的担忧一直在流传。

规模经济导致采矿权集中在那些能够以最低能源成本运营最高效矿工的人手中。在撰写本文时,比特币网络的大部分挖矿算力来自中国,尽管重要的挖矿业务位于世界各地。

比特币挖矿用了多少电?

正如您现在可能已经收集到的那样,采矿是一个能源密集型过程,从简化的意义上讲,它将计算能力转化为比特币(同时在此过程中验证世界上最强大的区块链上的交易)。矿工的主要考虑因素之一是他们的能源成本和潜在的比特币奖励之间的权衡。

但是很难准确估计在任何给定时间全世界矿工消耗了多少能源。比特币的透明度允许任何人看到散列功率的量被施加到网络,通常在每秒terahashes该网络正在执行作为挖掘过程的组成部分的数量来衡量。

然后,您可以根据正在使用的采矿硬件的能量与哈希率效率来估计网络用于执行这些哈希的功率——但并非所有矿工都以相同的效率运行,并且几乎不可能进行精确计算。

截至 2018 年,普林斯顿大学计算机科学家向美国参议院提交的书面证词估计,比特币采矿占世界能源消耗的 1% 以下(超过俄亥俄州或纽约州的消耗),为 5 吉瓦. 在剑桥大学工作现场的Bitcoin网络的能量估计。

比特币挖矿对环境有害吗?

比特币的能源消耗不仅仅是为了计算机解决任意数学问题。它是工作量证明的重要组成部分,是防止比特币凭空创造并巩固比特币交易历史的共识机制

. 从某种意义上说,比特币的能源消耗可以被认为是世界上最直接、最有效的将原始能源转化为价值的方式。

通过在能源使用和价值创造之间建立如此直接的联系,比特币为能源效率创造了自然激励。比特币矿工的直接动机是以有效的方式应用能源(从而节省电力成本并最大化他们的比特币利润),并且许多人利用可再生能源来做到这一点。一些估计发现,多达 74%的比特币挖矿网络利用了水力和太阳能等可再生能源。

在许多情况下,采矿有助于发展更好的能源基础设施,从而减少碳排放。一个例子是安装在油井旁边的比特币挖矿设备。

在抽油过程中,这些井也会产生多余的气体。通常没有足够的天然气来证明建造一条进入市场的管道是合理的。因此,油井将其中的一部分排放到空气中,并将其余的燃烧或燃烧。油井可以利用比特币开采以更环保的方式将其转化为价值,而不是燃烧这些多余的天然气。

此外,还有一些公司正在电网旁边建立比特币挖矿设施以充当稳定器。如果安装在电网旁边,比特币采矿设施将充当反向电池。它使电网的需求压力稳定,并可以在供应冲击期间立即减少。这使得电网更加高效,从而降低了未来的开发成本,尤其是在可再生能源领域(解决了间歇性+拥堵问题)。

比特币独特的价值创造方法可以激励全球采用更可持续的能源使用方法。

比特币挖矿合法吗?

比特币挖矿在大多数国家都是合法的。从法律的角度来看,许多国家将比特币视为一种资产或财产,而不是一种货币,并且已经建立了一些考虑到这种地位的监管框架。大多数国家/地区都没有围绕比特币挖矿制定正式法律,因此默认情况下这种做法是合法的。

然而,比特币挖矿以及比特币的普遍使用在一些国家是正式非法的。一些政府禁止这种做法,因为它对本国货币构成威胁。

这种法律环境在不断发展,因此任何对比特币挖矿感兴趣的人都应该咨询熟悉其特定司法管辖区和情况的法律顾问。

由于比特币的法律地位变化如此频繁,我们开始在单独的指南中跟踪每个国家。

如何在我的手机上开采比特币?

采矿难度现在如此之高,以至于无法用智能手机挖掘比特币。早在 2014 年,你甚至可以拥有一个USB 矿机!

一个表明您可以在手机或低功耗设备上开采比特币的平台可能暗示您可以开采另一种加密货币并以比特币支付您贡献的计算能力,但它不能直接开采比特币。

要在今天进行有竞争力的挖矿,您需要知道自己在做什么,您必须愿意投入大量资源和时间,并且——最后但并非最不重要——获得廉价电力。

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