什么是比特币挖矿？

先了解一下7大区块链的基本概念：

第一个是“挖矿”：获得记账权的过程形象地称为“挖矿”；

第二个，“矿工”：竞争挖矿的人或组织称为“矿工”；

第三个“算力”，假设一台矿机的算力是10T左右，我们可以说这台10T的矿机有10T的算力；

第四种，“Proof of Work”，简单理解为“做的越多，赚的越多”，简称“PoW”；

五、“权益证明”，简单理解就是“持有越多，获得越多”，简称“PoS”；

第六，“区块”，平均每10分钟产生一页网络诞生账本，我们称之为一个区块；

第七，“区块链”，每一个区块都打上时间戳，严格按照顺序连接起来，就叫区块链。

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全球测验？

我们知道，2008年神秘人中本聪发明比特币的时候，正是因为当时全球经济危机。 中本聪认为，如果他能建立一个没有中央机构的货币发行系统，货币就不会被无限超发。 每个人都公平公正。 所以中本聪建立了一个像比特币这样的系统。

那么，在没有中心化组织的情况下，比特币的发行、记账、交易是如何进行的呢？

中本聪首先规定了比特币的发行机制。 规定比特币总量为2100万枚，比特币网络大约每10分钟发行一页账单。 每一个比特币的产生都伴随着每一页票据的产生，即每一个区块的出现和发行。 中本聪还规定，每个区块的初始比特币奖励为 50，之后每 210,000 个区块减半。 一路到2140，比特币全部发行。

210,000个区块，大家算一算，平均每10分钟出一个区块，210,000个区块需要多长时间？ 理论上，需要 1458.3 天，即 3.99 年。 这就是流行说法“比特币每四年减半”的由来。 2016年7月8日开始，比特币第二次减半，即每区块奖励12.5个比特币。

我们如何计算当前区块有多少个区块？ 很简单，大家都用“区块高度”来标示。 即一个区块的高度是比特币诞生以来的区块数！ 打开任何一个比特币区块浏览器，我们都可以看到现在已经出来的最新区块高度。 通过区块高度，我们可以计算出下一次比特币减半需要多长时间，调整难度有多大，以及大事件发生的频率。

然后中本聪规定了记账的形式。 我们知道，比特币采用的是工作量证明机制，即PoW机制。 所有矿工通过竞争哈希计算来争夺记账权。 就好像每 10 分钟一道数学题就被扔进网络，大家比赛看谁算得快。 在每轮比赛中，谁先计算出正确答案，谁就获得本轮的记账权。 他在这一页上记录的账单应该作为每个人的依据。 紧接着，大家以这一页账单为基础，争夺下一页账单的保有权。 通过这种共识机制，中本聪在去中心化系统中解决了账本的独特权益。

为什么矿工会争相记账？ 使用计算机进行计算会消耗电力并存储大量数据。 这对矿工有什么好处？ 毕竟单纯靠公益，这样的制度走不了多远。

这也是中本聪最聪明的地方之一：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，都会得到系统产生的新比特币作为奖励。 也就是说，计算速度最快的计算机会“挖”出一定数量的比特币。

在每一轮的竞争性记账中，谁获得记账权，谁就将获得本区块中新生的比特币奖励和记录在账单中的交易手续费。 2017年，如果你是矿工，在一轮比赛中获得记账权，你将获得12.5个新发行的比特币奖励，以及该区块的所有手续费，大约是零点几到2个比特币手续费。 随着新生比特币每四年减半一次中本聪设计的比特币规则是，新生比特币的奖励越来越少，矿工还会有挖矿的动力吗？

答案是肯定的。 因为他们还有一部分收入，就是大家给的比特币转账的手续费。 还记得我们提到过在比特币世界，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，全球比特币转账变得更加频繁，转账手续费总额也会增加。 手续费将成为未来矿工的主要收入来源。

比特币的转账和我们通常的银行转账是一样的。 我们选择一个有比特币的地址，输入对方的比特币地址，输入你要转账的金额，输入给矿工的手续费，然后用私钥签名，提交后，就等矿工处理了用它。 中本聪采用加密机制，随机生成的私钥只能对应一个地址，保证了从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，可以容纳大约一千笔交易。 当网络上转账的人较少时，您可能只需要等待 10 分钟矿工确认，然后才能被下一个区块确认。 如果目前转账人多，可能需要多排队10分钟甚至更长时间。 矿工会继续等待记录的转账交易，选择手续费相对较高的转账信息进行记账。 如果你的手续费不在前排，可能要排在后面才能保住你的账。

通过这样的设计，中本聪让比特币的发行、比特币的记账和转账环环相扣，让整个系统自发运行。 现在，虽然中本聪这个核心人物已经消失，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所在。

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比特币挖矿是如何运作的？

那么中本聪设计的比特币规则是，在这场知识竞赛中，具体需要问哪些问题呢？ 这就需要先介绍一下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，如果你收集了区块头中的6个字段，你就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手续费。

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

版本信息是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。 你可以简单地将哈希值理解为一段数据或一个文件的DNA。 只要大数据发生变化，即使是很小的变化，它的哈希值也会发生变化，从而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，区块中默克尔树根的哈希值用于确保从其他节点接收到的数据块没有损坏和没有被替换，甚至检查其他节点不会欺骗或发布假块并确保。 时间戳是指区块产生的大概时间，可以自动记录。 区块工作量证明算法的难度目标也是由系统给出的。

那么，什么是合适的随机数呢？ 取区块头中6个字段的哈希值。 如果该值小于或等于系统给定的难度目标值，则认为找到了合适的随机数。

矿工不断尝试，不断犯错，直到找到合适的随机数，挖出新的区块，才能获得相应的区块奖励和交易手续费奖励。

这就是比特币挖矿的过程。

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概括

一个比特币矿工挖到比特币的概率，取决于他的算力与全网算力的比例，并不是一定能赚钱的生意。

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； 还包括挖矿的成本，包括矿机成本、矿机算力、功耗、电费以及其他运营成本等。