比特币挖矿：了解基本原理

在过去的几年里，比特币的热潮越来越高。 人们想了解这种加密货币、比特币挖掘以及支持它的机制，以激发他们的极客思想、赚取利润或试验这种新兴技术。

比特币可以在全球范围内实现快速、准确和廉价的汇款。 它彻底改变了现代商业和货币概念。

然而，比特币对许多人来说仍然是个谜。 人们对它、它的用法以及如何获得它感到困惑。 最大的问题之一是关于比特币挖矿。

那么，让我们来揭开谜底吧！

但首先，让我通过定义一些关键概念来奠定基础。

什么是比特币和区块链？

比特币 (BTC) 是第一个也是最著名的数字货币或加密货币。 它直接在点对点 (P2P) 网络上在用户之间发送和接收，没有中介、中央银行或管理机构。

这种加密货币是由中本聪（一个不知名的人或一群人）在 2008 年发明的。它的实现是在 2009 年作为开源软件发布的，那是它第一次使用的时候。 比特币交易由网络节点使用密码学进行验证，并记录在分布式公共分类账中，也称为区块链。

比特币建立在区块链技术之上。 这个不可变的共享分类账可以在遍布世界各地的广泛计算机网络上按时间顺序存储交易和记录。 它是一种使用分布式账本技术的特殊数据库，可确保不会篡改任何记录，提供更高的交易透明度，并使用 SHA-256 等最新加密技术确保安全。

比特币网络上的任何人无论身在何处都可以发送或接收比特币。 您所需要的只是在网络上创建一个帐户，然后通过比特币挖掘或在线购买来获取一些 BTC。 您可以使用比特币进行网上购物或将其用作投资。

比特币与传统货币有何不同？

传统货币和比特币都有价值，但它们是不同的。

发行：传统货币或法定货币由政府发行和监管。 它可以是有形的硬币和纸币，您可以随身携带或存放在银行中，或者在数字支付的情况下是无形的。

与传统货币不同，比特币不由任何中央机构发行。 它们是只能以数字形式工作的无形或虚拟货币。

治理：除了履行其他相关职责外，政府机构还监管货币的生产、流通和起诉假币的使用。

因此，人们更加信任印钞。 例如，美联储（美国中央银行）支持美元，英格兰银行监管英镑。

另一方面，比特币不涉及监管比特币的创造、流动或管理的中央权力机构。 全球数以千计的计算机，称为节点，支持这些比特币。 节点有助于验证交易并将有关先前交易的数据存储在任何人都可以访问的公共分类账中。

供应限制：法定货币的供应是无限的，而只能创造 2100 万个比特币。

交易费用：由于支付公司处理法定货币，他们的交易涉及相当大的成本，国际汇款的成本甚至更高。 在比特币中，由于没有中介机构，交易几乎不涉及任何费用。

安全性：法定货币受政府政策和法规的影响，导致不安全。 但比特币使用密码学、去中心化、共识、工作量证明等概念来保证安全，不遵守此类政策。

交易撤销：您可以取消、撤销或收回法定货币。 比特币是不可能的。 事务一旦发生，就无法修改。

速度：银行交易需要数天和数小时才能得到验证，并最终反映在收款人的银行账户上。 但是，基于网络速度，比特币交易是即时的。

您在比特币中看到了很多优点，但是如何获得它呢？

您可以在线购买，通过某些在线交易获得比特币奖励，或者进行比特币挖掘。 现在让我们了解比特币挖矿。

什么是比特币挖矿？

比特币挖矿是指通过比特币网络对比特币交易进行数字验证的过程。 挖掘比特币的人（矿工）必须解决以加密方式编码的复杂哈希难题，以验证包含交易的区块。 解决这些问题需要强大的计算资源和能力。

一旦它们被解决并且交易得到验证，区块就会在比特币的去中心化分类账上更新。 为此，矿工赚取比特币。 这个完整的过程称为比特币挖矿。

此外，比特币挖矿的目的主要是两件事：

1. 通过解决复杂的数学问题产生新的比特币
2. 通过验证交易来保持比特币网络的安全和可信

比特币挖矿如何运作？

比特币网络建立在区块链技术之上，该技术使用必须按时间顺序添加的每个块的加密哈希和时间戳来确保整个分类账的安全。

每个区块都包含有关已验证交易的信息，一旦经过验证，这些信息就会添加到区块链中。 在此之后，由于区块链技术的独特能力，几乎不可能篡改交易。

以下是比特币挖矿的工作原理。

#1. 设置

在矿工开始比特币挖矿之前，他们需要特定的工具并找出有效解决复杂问题的方法。 比特币的创造者中本聪设计了这个网络，让你每 10 分钟就可以挖掘一个区块。

因此，矿工将所有东西都放在手边以适应这 10 分钟的节奏，当更多具有更高计算能力的矿工加入挖矿时，这种难度会更大。

#2. 采矿要求

挖掘比特币需要先进的工具和大量的计算资源。 所以，比特币矿工适合这些东西：

采矿硬件：多年来，用于挖掘比特币的硬件发生了变化。 比特币矿工在使用图形处理单元 (GPU) 和高级图形卡、现场可编程门阵列 (FPGA) 或专用集成电路 (ASIC) 进行有效挖掘之前，先使用 CPU。 就消费而言，后者是最有效的。

矿池：矿工可以选择是自己挖矿还是去矿池挖矿

软件和电子钱包：他们需要BeMine、Kryptex Miner、ECOS等挖矿软件，可以实现比特币网络定义的协议。 矿工还需要一个电子钱包来收集和存储他们的比特币奖励。

#3. 交易

当一个人向某人发送比特币时，这是一笔交易。 这些交易被添加到一个区块中，节点或计算机必须验证该区块才能附加到网络中的每个人都可以看到的比特币区块链。

在核心中，当有人在比特币网络中发起交易时，涉及三个要素——交易输入、输出和金额。

对于作为输入的每笔交易，挖矿软件都会创建一个独特且复杂的加密哈希。 接下来，软件将生成块所需的交易分组。 分组表示为 Merkle 树或哈希树，其中每个叶节点都有一个块的哈希，非叶节点具有其子节点的哈希。

此外，Merkle 树具有块中每笔交易的摘要，本质上是一种数据结构。 在这种情况下，交易的哈希使用加密 SHA-256 配对。

#4. 解谜

能够识别整个默克尔树的哈希称为根哈希或默克尔根，并存储在块头中。 区块头包含区块数据和属性，例如比特币软件版本、前一个区块的哈希、时间戳、根哈希、目标和加密随机数（在加密通信期间仅使用一次的任意数字）。

比特币矿工使用此信息来解决哈希难题以验证交易。 为此，他们在分析难度级别后找到指定目标的哈希值。 目标是存储在区块头中的 67 位数字，它根据参与解决问题的矿工总数来确定比特币挖矿难度。 难度也会根据矿工解决前2016个区块问题所花费的时间自动调整。

此外，比特币矿工通过不断向目标块头添加一个随机数来计算块的哈希值来解决这个难题，直到他们得到一个小于目标的值。 一旦他们解决了这个问题，就会生成一个新的区块，并通过网络节点的验证。

要使区块得到验证，大多数节点必须验证该区块，并且它应该包含工作量证明 (PoW)。 区块的时间顺序链和 PoW 使区块链免受修改。 接下来，块被添加到比特币网络。

第一个解决哈希问题的矿工将获得比特币奖励，因为将有大量矿工参与。

#5. 比特币流通

比特币挖矿于 2009 年从比特币的创世区块开始，生产 50 个比特币。 从那以后，更多的比特币被开采出来并被释放以供流通。 但是，有一个上限； 根据其源代码只能开采 2100 万个比特币。

事实：到 2021 年 9 月，已经开采了大约 1882 万个比特币，约占将要存在的比特币总量的 89%。

比特币矿工如何获得奖励？

当比特币于 2009 年发布时，过去每个区块矿工都会获得 50 个比特币的奖励。 最终，它在 2012 年减少到 25 个比特币，2016 年减少到 12.5 个比特币，2020 年减少到 6.25 个比特币。这种将区块奖励分成两半的过程称为比特币减半。 它发生在每 210,000 个区块开采后，大约需要 4 年。

这意味着矿工解决难题和找到区块的奖励减半。 比特币减半的好处是降低了比特币的通胀和流通率。 因此，它有助于维持比特币价值的稳定性。 最近一次比特币减半发生在 2020 年 5 月，预计下一次减半发生在 2024 年。这个过程将持续到所有比特币都被开采出来，大约在 2140 年左右。

当所有 2100 万比特币都被开采出来时会发生什么？

那么矿工们将如何赚钱呢？ 好吧，他们只能从交易费用中获利。 发现新区块的矿工获得比特币网络的许可，可以从他们添加到区块的每笔交易中收取交易费用。

目前，成功的矿工可以获得交易费用以及 6.25 个新的比特币作为奖励。 为了认领它，一个coinbase （一个特殊的交易）被添加到区块中，并且矿工成为收款人。

为什么要挖比特币？

人们出于各种原因开采比特币。 虽然您可能因为一个原因而被它吸引，例如利润、对技术的热爱或其他任何事情，但当您开始深入了解比特币的细节时，您可能会发现更多挖掘比特币的动机。 让我们看看人们开采比特币的主要原因。

对新技术的热情

许多来自技术背景和对技术充满热情的人发现学习比特币很有趣。 他们可能寻求创新，希望随时了解新兴技术和趋势，并喜欢尝试。 因此，他们可能会自然而然地学习如何挖掘比特币，因为它结合了区块链、密码学、分布式账本技术 (DLT)、点对点网络等最新技术。

扩大工作范围

相关行业的专业人士可以进入比特币世界，挖掘比特币。 例如，许多网格计算工作类似于比特币挖矿。 他们很有趣，允许与他人合作解决问题，并且很受欢迎。

当您开采比特币时，您正在协助解决一个涉及创建没有中央权威的支付网络和货币的问题。

隐私

比特币网络为人们提供匿名性。 因此，在解决问题并找到区块后，您可以在匿名的情况下赚取比特币。 它可以保护您的隐私和身份，因为不会显示您的姓名，而不是数字。 但是，请务必小心，不要透露您的地址。

利润

比特币是一种货币，当你开采它时，你就会得到回报。 因此，人们使用它来牟利。 然而，这是具有挑战性的，因为比特币价格经常波动，而采矿过程需要大量投资。

但是，如果您在这方面取得成功，则可以赚很多钱。 在撰写本文时，一枚比特币的价格为 59,301.40 美元。 不值得一试吗？

比特币挖矿问题

尽管比特币在成功开采后提供了许多优势、兴奋和利润，但也有一些特别的担忧。 这就是为什么它在俄罗斯、中国等许多国家没有合法化的原因。然而，许多国家都有使用比特币的许可结构，如澳大利亚、巴西、美国、印度和欧洲国家。

事实：2021 年 6 月 9 日，萨尔瓦多成为世界上第一个使比特币合法化的国家。 虽然美元仍然是该国的主要货币，但 BTC 将用于接受比特币的交易。

让我们来看看有关比特币及其使用的一些担忧。

高功耗

比特币挖矿是一个能源密集型过程，不仅成本高昂，而且对环境构成威胁。 这种方法可能比大城市或瑞士等小国消耗更多的电力。

去中心化

国家管理法定货币，并伴随着声誉和责任。 但是，比特币没有管理机构。 任何人都可以在几乎匿名的情况下创建任意数量的帐户、加入网络以及买卖比特币。 它不仅与用户而且与政府建立信任问题。

挥发性

货币必须稳定以支持经济，政府努力保持经济稳定。 然而，比特币的波动性很大。 没有人知道它什么时候会到达高度，什么时候会突然坠落。 市场也会做出相应的反应。

当比特币开始下滑时，供应商可能不会接受它们作为付款。 同时，许多人不会将其用作法定货币来购买商品； 相反，他们将把它作为一项投资，希望它会攀升。

犯罪活动

许多网络犯罪困扰着比特币世界。 也有制造虚假众筹投资的事件，人们因此损失了数百万美元。 没有人可以对此类活动负责。

如何充分利用比特币挖矿？

如上所述，多年来，用于开采比特币的奖励系统已显着减少。 一旦所有的比特币都被开采出来，你就无法获得比特币的奖励，只能通过交易费用来获得。 此外，开采比特币需要在硬件、系统和计算资源方面进行数千美元的投资。

此时，弄清楚如何充分利用您的比特币挖矿将为您带来巨大的成果。 这是您如何做到的。

#1. 选择高性能硬件

比特币矿工的数量正在增加。 因此，您必须拥有高性能的计算机硬件，以帮助进行超高速计算并击败竞争对手。 它必须具有高哈希率才能获得一流的输出性能。

基于 ASIC 的硬件是最先进的，能够每秒产生数百万亿次哈希。 这种先进的硬件价格昂贵，可能高达数千美元。

#2. 选择正确的位置

您的位置也是有效比特币挖掘的重要考虑因素。 这是因为电力成本因地而异，比特币挖矿消耗大量电力。

因此，选择电费相对较低的正确位置当然是一个不错的选择，并且具有强大的互联网连接。 这可能是发达国家擅长它的一个很好的原因。

#3. 检查您的耗电量

由于挖掘比特币消耗非常高的电力，因此成本也相应变化。 因此，请在继续挖掘比特币之前检查您的预算是否可以承受这笔巨额成本。 此外，您还必须计算您的挖矿投资并确定您的利润是否可以很好地支付您的电费。

#4. 比特币价格

密切关注观察和跟踪比特币定价至关重要。 这是因为您目前除了交易费用之外，还获得了比特币的奖励。 因此，比特币的市值越高，您的利润就越多。

#5. 泳池或单人

选择最适合您的方式也可以帮助您在比特币挖矿中取得成功。 当你单枪匹马地挖矿时，与一群人相比，获得奖励的概率较低。 与成千上万的其他人一起在一个池中挖掘比特币，并结合计算能力降低了解决区块的挖掘难度。

一旦比特币矿工成功，他们将根据他们的算力贡献获得比特币。 所以，选择你合适的方式——矿池或单独的喧嚣。

结论

比特币是一个新概念，我们仍处于其使用的早期阶段。 它允许任何人开始挖矿以获得多种好处，例如赚取巨额利润、保持网络安全和获得技术专长。

真正的谜团将在 2100 万比特币被开采后揭开，希望技术能够更先进以抵消比特币的担忧。 从其独特的功能来看，比特币很可能拥有光明的未来。

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