比特币挖掘定义 编辑

什么是比特币开采？

很可能你听到“比特币开采”这句话，你的思维开始徘徊在西方幻想的镐，泥土和打击它丰富。事实证明，这种类比并不遥远。

比特币挖掘是由解决复杂计算数学问题的高性能计算机来执行的；这些问题非常复杂，无法用手来解决，而且非常复杂，甚至可以对功能强大的计算机征税。

关键要点

• 比特币挖掘是通过解决计算难题来创建新比特币的过程。
• 比特币开采对于维护比特币所基于的交易分类账是必要的。
• 在过去的几年里，矿工们已经变得非常老练，他们使用复杂的机械来加速采矿作业。

比特币挖掘的结果是双重的。首先，当计算机在比特币网络上解决这些复杂的数学问题时，它们会产生新的比特币（这与采矿作业从地下提取黄金时没有什么不同）。第二，通过解决计算数学问题，比特币矿工通过验证其交易信息，使比特币支付网络变得可信和安全。

当有人把比特币送到任何地方，这就叫做交易。在商店或网上进行的交易由银行、销售点系统和实物收据记录。比特币矿商通过将交易聚集在“块”中，并将它们添加到一个名为“块”的公共记录中，实现了同样的目的块链 然后，节点维护这些块的记录，以便将来可以对它们进行验证。

当比特币矿商向区块链添加新的交易区块时，他们的部分工作就是确保这些交易是准确的。特别是，比特币矿商确保比特币不会被复制，这是一种独特的数字货币怪癖，称为双倍消费。 “对于印刷货币来说，造假总是一个问题。但一般来说，一旦你在店里花了20美元，账单就在店员手里了。然而，对于数字货币，情况就不同了。

数字信息可以相对容易地复制，因此使用比特币和其他数字货币时，存在一种风险，即消费者可以复制他们的比特币，并将其发送给另一方，同时仍保留原件。 

特别注意事项

奖励比特币矿工

由于一天内发生了多达30万笔买卖，核实每一笔交易对矿工来说都是一项艰巨的工作。 作为对他们努力的补偿，矿工只要向区块链添加新的交易块，就会获得比特币。

每个开采区块释放的新比特币数量称为“区块奖励”。区块奖励每21万个区块减半一次（或大约每4年减半一次）。2009年是50岁。2013年是25，2018年是12.5，2020年5月是减半至6.25 .

比特币在2020年5月11日第三次成功地将其采矿奖励从12.5分减至6.25分。

这一系统将持续到2140年左右。 届时，矿工将获得处理网络用户将支付的交易费用的奖励。这些费用确保了矿工们仍然有开采的动力，并保持了网络的运转。这样做的目的是，这些费用的竞争将导致减半完成后，这些费用保持在较低水平。

这些减半降低了新硬币的制造速度，从而降低了可用的供应量。这可能会给投资者带来一些影响，因为像黄金这样的其他低供给资产可能会有高需求，推高价格。按照这个减半的速度，比特币流通总量将达到2100万的上限，使得比特币完全有限，而且随着时间的推移，比特币的价值可能会越来越高。 

验证比特币交易

为了让比特币矿商真正从验证交易中赚取比特币，必须发生两件事。首先，他们必须验证1兆字节（MB）的事务，理论上可以和一个事务一样小，但更多的时候是几千个，这取决于每个事务存储了多少数据。

第二，为了向区块链添加一个交易块，矿工们必须解决一个复杂的计算数学问题，也称为“工作证明”。他们实际做的是尝试得出一个64位的十六进制数，称为“哈希”，它小于或等于目标哈希。基本上，矿工的电脑会以不同的速率吐出散列值——每秒兆散列值（MH/s）、每秒千兆散列值（GH/s）或每秒兆散列值（TH/s）——取决于单位，猜测所有可能的64位数字，直到找到解决方案。换句话说，这是一场赌博。

截至2020年8月，最近一个街区的难度为超过16万亿 . 也就是说，一台计算机产生低于目标值的哈希值的几率是16万亿分之一。从这个角度来看，你用一张彩票中Powerball头奖的几率是你用一次尝试选择正确散列的几率的44500倍。幸运的是，挖掘计算机系统抛出了许多散列可能性。然而，比特币的开采需要大量的能源和复杂的计算操作。

难度水平每2016个区块调整一次，或大约每2周调整一次，目标是保持采矿率不变。 也就是说，那里争夺解决方案的矿工越多，问题就越难解决。反之亦然。如果将计算能力从网络中移除，则难度将向下调整，以使挖掘更容易。

比特币开采类比

假设我告诉三个朋友我在想一个1到100之间的数字，我把这个数字写在一张纸上，然后封在信封里。我的朋友们不必猜出确切的数字，他们只要是第一个猜出任何小于或等于我想的数字的人。他们得到的猜测是没有限制的。

假设我在想数字19。如果朋友猜到21，他们就输了，因为21>；19。如果朋友B猜16，朋友C猜12，那么他们理论上都得到了可行的答案，因为16<；19和12<；19。朋友B没有“额外的学分”，尽管B的答案更接近目标答案19。

现在想象一下，我提出了“猜猜我在想什么数字”的问题，但我不是只问三个朋友，也不是在想1到100之间的数字。更确切地说，我问了数百万的潜在矿工，我想到的是一个64位的十六进制数。现在你知道要猜出正确的答案是非常困难的。

比特币矿商不仅必须想出正确的散列方法，而且必须是第一个这样做的人。

因为比特币开采本质上是一种猜测，在另一个采矿者发现正确答案之前，你的计算机能以多快的速度产生哈希值几乎是所有事情。就在十年前，比特币挖掘还可以在普通台式电脑上进行竞争。然而，随着时间的推移，矿工们意识到通常用于视频游戏的图形卡更加有效，他们开始主导游戏。2013年，比特币矿工开始使用专门为开采加密货币而设计的计算机 尽可能高效，称为专用集成电路（ASIC）。这些可以运行从几百美元到数万美元，但他们在挖掘比特币的效率是优越的。

如今，比特币开采竞争如此激烈，只有最新的asic才能盈利。当使用台式计算机、GPU或旧型号的ASIC时，能源消耗的成本实际上超过了产生的收入。即使你拥有最新的设备，一台电脑也不足以与矿工们所说的“矿坑”抗衡；

A采矿池 是一群矿工，他们结合自己的计算能力，将挖掘出来的比特币分给参与者。不成比例的大量区块由矿坑开采，而不是由单个矿工开采。在比特币的计算能力中，采矿池和公司占了很大比例。

比特币与传统货币

消费者倾向于相信印刷货币。这是因为美元是由一家名为美联储. 除了一系列其他责任外，美联储还监管新货币的生产，联邦政府起诉使用假币。 

即使是使用美元的数字支付也有一个中央机构的支持。例如，当您使用借记卡或信用卡进行在线购买时，该交易由支付处理公司（如万事达卡或Visa）处理。除了记录您的交易历史记录外，这些公司还会验证交易是否具有欺诈性，这也是您的借记卡或信用卡在旅行期间可能被暂停的原因之一。

而比特币则不受中央当局的监管。取而代之的是，比特币得到了全世界数百万台被称为“节点”的计算机的支持。这种计算机网络的功能与美联储（Federal Reserve）、维萨卡（Visa）和万事达卡（Mastercard）相同，但有几个关键区别。节点存储有关先前事务的信息，并帮助验证其真实性。然而，与那些中央当局不同的是，比特币节点分布在世界各地，并将交易数据记录在任何人都可以访问的公共列表中。

比特币开采史

在16万亿分之一的赔率、缩放难度和庞大的用户验证交易网络之间，大约每10分钟验证一个交易块。 但重要的是要记住，10分钟是一个目标，而不是一个规则。

截至2020年8月，比特币网络目前每秒处理不到4笔交易，每10分钟在区块链中记录一次交易。相比之下，Visa每秒可以处理大约65000笔交易。 然而，随着比特币用户网络的不断增长，10分钟内完成的交易数量最终将超过10分钟内可以处理的交易数量。届时，交易的等待时间将开始并继续延长，除非比特币协议有所改变。

比特币协议的核心问题被称为“缩放”。虽然比特币矿商普遍认为必须采取措施解决缩放问题，但对如何做到这一点却没有达成共识。有两个主要的解决方案提出了解决缩放问题。开发人员建议（1）为比特币创建一个二级“链外”层，允许稍后区块链验证的更快的交易，或者（2）增加每个区块可以存储的交易数量。由于每个区块需要验证的数据较少，解决方案1将使矿工的交易更快、更便宜。解决方案2将通过增加块大小，允许每10分钟处理更多的信息来处理缩放问题。

In2017年7月、比特币矿工和矿业公司约占80%至90% 该网络的计算能力中的一员投票通过了一个程序，该程序将减少验证每个数据块所需的数据量。

矿工们投票决定加入比特币协议的程序被称为隔离证人 ，或塞维特。这个术语是分离的（意思是“分离”）和见证（意思是“比特币交易上的签名”）的合并。分离见证则是指将交易签名从块中分离出来，并将其作为扩展块附加。虽然向比特币协议中添加一个程序似乎并不像解决方案那样简单，但据估计，签名数据占每个交易块处理数据的65%。

不到一个月后的2017年8月，一批矿商和开发商发起了一场收购硬叉 ，让比特币网络使用与比特币相同的代码库创建新货币。尽管该小组同意需要一种解决缩放问题的方法，但他们担心采用分离的见证技术并不能完全解决缩放问题。

相反，他们采用了解决方案2。这种被称为“比特币现金”（bitcoin cash）的货币将blocksize增加到8mb，以加速验证过程，从而实现每天约200万笔交易的性能。2020年8月16日，比特币现金的价值约为302美元，而比特币的价值约为11800美元。