什么是比特币挖矿？
比特币挖矿是添加新区块、发行新比特币的方式。了解工作量证明、难度、奖励和矿池如何运作，以及挖矿的成本与风险。
比特币挖矿是指专用计算机竞相把下一个交易区块添加到比特币区块链上的过程，获胜者将获得新创建的比特币以及该区块中的交易手续费。比特币正是通过这种方式在没有中央机构的情况下确认支付，新币也由此进入流通。
人们常把挖矿误解为“解复杂的数学题”。实际上，它更像一场巨大的抽奖：矿机每秒进行数万亿次猜测，而它们消耗的工作量，正是让篡改比特币历史变得代价高昂、难以实现的原因。
比特币挖矿的运作步骤
- 1收集交易。 矿工从内存池（mempool）中收集待处理的交易，通常优先选择手续费更高的交易。
- 2构建候选区块。 区块包含一个区块头，其中有对前一个区块的引用、交易摘要，以及一个可以变化的数字，称为随机数（nonce）。
- 3反复哈希。 矿工将区块头输入 SHA-256 哈希函数，修改随机数（及其他字段）后再次尝试——每秒数十亿乃至数万亿次。
- 4找到有效哈希。 当某个哈希值低于网络目标值时，该区块即为有效。尽管找到它需要付出巨大努力，但任何人都可以瞬间验证。
- 5广播并获得报酬。 矿工广播该区块，其他节点进行验证，区块随即成为链的一部分。区块中的第一笔交易会向矿工支付奖励。
这就是工作量证明的核心。由于每个区块都指向前一个区块，想要修改一笔旧交易，就必须比网络其余部分更快地重做该区块及其之后所有区块的工作——这就是为什么经过大量确认的交易被认为非常安全。
难度：为什么大约每 10 分钟出一个区块
如果有更多矿机加入网络，区块就会被更快地找到。为防止这种情况，比特币每 2,016 个区块（约两周）重新计算一次难度。如果此前出块太快，目标就会变得更难达到；如果出块太慢，目标就会变得更容易。
这种自我调节机制，使得无论有多少算力（即哈希率）投入网络，发行都能保持在可预测的时间表上。
挖矿奖励与减半
矿工通过两种方式获得报酬：
| 奖励类型 | 来源 | 如何变化 |
|---|---|---|
| 区块补贴 | 新创建的比特币 | 每 210,000 个区块（约四年）减半一次 |
| 交易手续费 | 由发送交易的用户支付 | 随区块空间需求而变化 |
减半正是比特币供应量被限定在 2100 万枚的原因。每次减半都会把新增发行量砍掉一半，因此总量向上限逼近的速度越来越慢。我们关于比特币减半的解读文章介绍了其时间表以及人们关注它的原因。
挖矿硬件与矿池
在比特币最早期，人们用普通的电脑处理器挖矿。随后显卡登场，而如今网络由 ASIC（专用集成电路）主导——这种机器专为尽可能高效地计算 SHA-256 哈希而打造。
由于单台矿机可能很长时间都找不到一个区块，大多数矿工会加入矿池。矿池成员汇集各自的哈希率，并按贡献的工作量比例分配奖励。这把一场难以预测的抽奖变成了更稳定的收入。如果你对 Ravencoin 还不熟悉，可以先阅读什么是 Ravencoin（RVN）及其运作方式。
矿池负责协调工作，但并不拥有成员的矿机。尽管如此，少数几个大型矿池占据了大部分哈希率，这一直是人们对中心化的担忧所在。
成本、风险与批评
挖矿是一门利润微薄且波动剧烈的生意。主要因素包括：
- 电价，通常是最大的持续性成本。
- 硬件效率，以每单位哈希运算所消耗的能源来衡量。新矿机问世后，旧矿机就会变得无利可图。
- 比特币价格和手续费，决定收入。
- 全网难度，在更多哈希率参与竞争时上升。
最常见的批评有：
- 能源消耗。 比特币挖矿消耗大量电力。其危害程度在很大程度上取决于能源结构，相关估算也存在争议。
- 集中化。 大型工业化矿场和大型矿池对区块生产具有显著影响力。
- 长期安全预算。 随着补贴缩减，最终必须由手续费来支付安全成本；手续费能否做到这一点仍是一个悬而未决的问题。
为什么挖矿让比特币更安全
挖矿不仅是发行新币的方式，更是让账本难以被篡改的机制。要撤销一笔已确认的支付，攻击者需要制造出一条比诚实网络积累了更多工作量的替代链。这需要控制全网大部分哈希率——即所谓的51% 攻击——并在硬件和电力上投入巨额资金。
即便如此，攻击者也无法凭空造币，也无法在没有私钥的情况下从地址中拿走比特币，因为每个节点都会独立检查规则。攻击者能做的，是重新排序或撤销自己最近的交易。这就是交易所在为大额充值入账前要等待多个确认的原因：每增加一个区块，撤销交易的成本就会大幅上升。
警惕挖矿骗局
由于挖矿听起来像是被动收入，它成了诈骗者最喜欢的主题之一。对以下情况务必保持高度警惕：
- 承诺固定每日收益的“云挖矿”合约。
- 声称能在后台挖比特币的手机应用。
- 以远低于正常价格出售矿机的硬件卖家。
我们关于云挖矿骗局的指南列出了各种警示信号。你可以在 Certified Crypto Market 上实时关注比特币价格，但任何正规的挖矿服务都无法保证收益。
总结
比特币挖矿把电力和专用硬件转化为网络安全。矿工竞相寻找有效区块，难度会自动调整以保持稳定的出块节奏，奖励则按固定时间表减半，逐步逼近 2100 万枚的上限。如今，挖矿是一门竞争激烈的工业化生意——在投资硬件之前先弄清其经济账，并把轻松赚取挖矿收入的承诺视为危险信号。
常见问题
对个人来说，比特币挖矿还能赚钱吗？
这取决于电费、硬件效率、比特币价格和全网难度，而这些因素都在不断变化。如今挖矿由专用 ASIC 矿机和拥有廉价电力的大型矿场主导。对大多数按居民电价缴费的个人来说，很难实现盈利，所以在购买设备之前一定要仔细算账。
我能用笔记本电脑或手机挖比特币吗？
从技术上讲，你可以运行挖矿软件，但与现代 ASIC 矿机相比，笔记本电脑或手机实在太慢，你几乎肯定永远赚不到任何有意义的收益。那些声称能让你在手机上挖比特币并获得真实奖励的应用，往往是骗局，或者只是从广告收入中支付少量金额。
当 2100 万枚比特币全部挖完后会怎样？
比特币的发行计划会在数十年间逐步逼近 2100 万枚的上限，每次减半后新增发行量都会缩小。区块补贴结束后，矿工预计将只依靠交易手续费获得收入。手续费能否长期保障网络安全，仍是一个悬而未决的争论。
比特币挖矿对环境有害吗？
挖矿消耗大量电力，这是常见的批评。其环境影响取决于矿工使用的能源来源，而各地区差异很大。支持者强调挖矿利用了被闲置或过剩的能源，批评者则认为这样的能耗难以自圆其说。双方引用的估算数据都存在争议。