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比特币挖矿是保持比特币系统正常运行和繁荣的支柱。它基于一种称为分布式工作量证实 (PoW)的管理机制，旨在鼓励参与并促进比特币网络的增长、安全和去中心化。
比特币发行被认定为采矿，由于它让人想起开采黄金和其他矿物，即使没有在地下深处或洞穴中挖掘。简而言之，可以解释为新的比特币进入流通，并向比特币时间链（也称为区块链）添加新生意业务的过程。
这两个看似简单的表现是大概的，由于一个强盛的计算系统按照严格的比特币协议和管理运行，以创建我们本日所知的稳固、去中心化和创新的货币系统。
本文解释了这种技能和经济结构是如何运作的，同时试图用正确的数据和可靠的推理 来戳穿人们对其能源消耗的误解。
生意业务敲诈的办理方案
比特币挖矿创建新区块并将它们添加到遵守预界说规则的分类帐中。网络的参与者节点必须同意由加密地点公开识别的用户是比特币余额的合法全部者。
矿工为比特币网络执行和谐功能，在传统支付系统中，该功能由受信托的中介机构（如银行或任何其他金融机构）执行。
为了消除对受信托第三方的依赖，比特币需要防止资金被双重花费或被其全部者以外的任何人花费。
利用数字署名是 20 世纪 70 年代的密码学发明，可防止未经授权的用户花费他人的钱。私钥-公钥对是全部权的有力证实，只答应私钥持有者花费或移动比特币。
然而，数字署名自己并不能确保作为付款收到的比特币没有在其他地方花费（双重付出标题）。
为了办理这个标题，中本聪利用Adam Back 的基于哈希的 PoW来答应生意业务按时间顺序分列到块中，并且网络通过追求最长的块链来就分类帐的当前状态达成一致。
这种机制可以保护区块链免受攻击，由于只有在恶意行为者重做全部前面区块的 PoW 时，生意业务才会变得可逆。鉴于新区块不断添加到链中，这些参与者几乎不大概赶上。
比特币挖矿是如何工作的
挖矿需要利用雷同于数据中心的系统将巨大的努力转化为大量的计算。专用集成电路 (ASIC) 计算机被用来为矿工提供计算本领，他们竞争成为第一个将下一个区块附加到区块链、发行新硬币并使加密货币的网络值得信赖的人。
挖矿通过确保只有当足够的计算本领被提交到包含它们的块时才确认生意业务来创建信托。链中生成的块越多，创建的信托度就越高。
矿工添加可变数量的生意业务，这些生意业务被捆绑在一个区块中。一个区块中没有固定命量的生意业务，由于它取决于它们存储的数据，因此每个区块可以包含一个到数千个生意业务。通过每四年发生一次的减半（又名减半）变乱，要发行的比特币数量是固定的并随着时间的推移而镌汰。
为什么我的比特币
就像黄金或任何其他矿物需要艰苦的体力劳动才能开采并进入流通一样，比特币需要艰苦的计算工作才能发行。这种计算工作是确保其安全性的必要步调。
为什么以及如何？作为时间链中的数字数据，比特币容易被复制、伪造和双重支付。挖掘比特币所需的计算工作成本如此之高且资源麋集，以至于恶意行为者更有动力花费这些资源来挖掘比特币，而不是试图粉碎它。
而且，这是发行新比特币所需的必要过程。如果挖矿停止，仍有数百万比特币在流通，网络仍将运行。然而，嘉奖给矿工的经济鼓励可以大概实现一个系统，否则该系统将显示为未完成的业务。
比特币挖矿简史
比特币依赖数万个节点（计算机）的点对点网络来运行、挖掘和用户节点。这些节点是支付网络的基础，该网络每年在环球范围内转移数万亿美元，而无需中心实体的和谐。
当中本聪在 2009 年推出比特币时，运行比特币节点和挖掘比特币之间几乎没有什么差别。因此，节点运营商和矿工被确定为网络中的相同参与者，由于很多在其计算机上运行节点的用户也可以在这些相同的处理器上开采比特币并从中赢利。
比特币挖矿是一种 DIY 工作，与比年来发展起来的挖矿业相去甚远，它随着比特币的价格和挖矿的动力而蓬勃发展。
比特币和大多数其他加密货币之间最显着的区别之一是没有预挖比特币（在项目启动之前发行的硬币）。事实上，中本聪在开采比特币之前就启动了网络，因此他无法比任何想参与该系统的人有任何上风。
网络于 2009 年 1 月 3 日启动后，他开采了第一个区块，标识为创世区块或区块 0，此中包含 50 个比特币。作为当时比特币网络上唯一的矿工，中本聪利用平凡的个人电脑创建区块。
从 CPU 到 GPU
比特币网络的硬件在短短十年内履历了快速的技能发展。生成新比特币和在区块链上添加新生意业务所需的采矿设备对网络的乐成起着根本性的作用，由于它决定了矿工经营此类业务是否有利可图。
在比特币的早期，节点运营商和矿工利用称为中心处理器（CPU）的雷同硬件执行非常相似的利用。创世块几乎可以肯定是由一台利用其 CPU 的计算机开采的。
CPU 控制计算机命令的处理和执行方式，由于比特币早期缺乏矿工竞争，创建新区块和得到挖矿嘉奖所需的少量计算本领可以在 CPU 设备上轻松执行。
资料泉源：Glassnode
一旦比特币在 2011 年开始增值，先是达到 1 美元，然后是每枚硬币 30 美元，挖比特币的竞争变得更加猛烈，于是采用了图形处理单元 (GPU) 挖矿。GPU 最初是为游戏应用步伐而构建的，设计用于同时进行很多数学计算，并且比 CPU 快得多。
从 GPU 到 ASIC
2012 年，现场可编程门阵列 (FPGA)，一种介于快速可编程处理器和专用 ASIC 之间的中心步调，一直被利用，直到 ASIC 出现并主导比特币挖矿直到如今。
专用集成电路 (ASIC) 于 2013 年开始用于比特币挖矿。它们是为特定应用步伐定制的，而在比特币中，这些芯片是定制的，仅用于执行SHA-256 哈希。它们比 GPU 快几个数量级。如今，ASIC 挖矿是唯一经济可行的比特币挖矿技能。
挖矿过程
挖矿包括以下步调，这些步调在一连循环中执行：
- 挑选在对等网络上广播的生意业务并将其捆绑到一个区块中。
- 选择区块链中最长路径上的最新区块，并将其头部的哈希值插入新区块；
- 实验办理新区块的工作量证实 (PoW) 标题，同时观察来自其他节点的新区块。
如果找到工作证实标题的办理方案，新块将添加到当地区块链并广播到对等网络。
资料泉源：https ://drive.google.com/file/d/1_R1hO8719NLSqUpwPha6Ohs98YTi1fU0/view
工作量证实标题
工作量证实是比特币网络的焦点。没有它，每个网络参与者都可以根据自己的长处修改区块链。没有中心集权机构办理争端，PoW 保证网络继续正常运行。
工作量证实机制有两个目的：它确保每个参与者共享相同的区块链副本，并且资金不会被多次花费，这是没有中心和谐实体的支付网络的一个已知标题。
比特币的 PoW 算法采用散列函数，这是一种单向数学运算，可将一串数据转换为固定长度的数字，称为散列。即使是对数据的微小更改（如逗号）也会导致哈希值的完全修改。
比特币依赖于 SHA-256，它输出一个 256 位长的值，由国家安全局于 2001 年创建。因此，它也被认为非常安全。
矿工通常利用以下一连执行的步伐搜刮可接受的区块：
- 增加（加 1）块头中的任意数字，称为nonce；
- 获取生成的块头的哈希值；
- 查抄区块头的哈希值是否小于预定的目的值（以数字表示）。
如果区块头的哈希值不小于目的值，则该区块将被网络拒绝。找到哈希值足够小的区块就是 PoW 标题。
难度调解功能
比特币的难度调解和嘉奖减半是比特币步伐化供应体系的基础。匀称而言，比特币网络被设计为每非常钟创建一个区块。中本聪特殊选择此功能作为快速确认时间与由于链分裂和无效块而浪费的工作量之间的权衡。
这是通过难度调解来处理的，定期调解块的哈希目的值。随着越来越多的矿工加入，区块创建率将会上升。随着块创建率的上升，挖矿难度上升以进行赔偿，将块创建率推回其设计的 10 分钟匀称值。
资料泉源：Glassnode
现实上，对于每 2,016 个区块（通常每两周生成一次，每个区块需要大约 10 分钟的时间来确认），比特币节点会根据挖掘末了 2,016 个区块所花费的时间相应地计算一个新的难度。
创世块的难度仅为 1，这意味着它很大概是立即开采的。相比之下，如今的区块挖矿难度为30 万亿，并且还在增长。这一措施表明，在找到有用区块之前，它需要高度专业化的ASICS 挖矿硬件匀称执行凌驾 30 万亿次哈希才能保持竞争力。
区块嘉奖
办理 PoW 标题需要大量的计算本领，需要大量的资金。为鼓励参与者将资源投入挖矿，比特币为每个乐成挖出的区块提供两种嘉奖：区块嘉奖（补贴）和生意业务手续费。
根据比特币的算法，区块嘉奖每 210,000 个区块减半（大约每四年一次），如今固定为每个区块 6.25 个比特币。
嘉奖减半确保比特币的生产在中期稳固，但在恒久内完全耗尽，从而保证比特币的供应量最终受到限制。
出于这个原因，比特币通常被认为是世界上“最硬的资产”。自 1900 年以来，即使黄金供应量每年以 1% - 2% 的速率增长，也无法保证其增长率大概会增加或镌汰，这与比特币的不可变步伐化供应量差别。
最终，当到 2140 年达到 2100 万比特币的上限时，嘉奖将完全下降。之后，块挖掘将仅通过比特币用户支付的生意业务费用作为嘉奖，以鼓励矿工将他们的生意业务包含在块中。
资料泉源：NYDIG，Glassnode
如何开始挖矿
有两种选择可以参与比特币挖矿。你可以在家挖矿，也可以将挖矿外包给公司。这两种选择都有长处和缺点，无论您选择哪种选择，尽大概严格地熟悉比特币挖矿同样重要。
虽然比特币挖矿主要由资金雄厚、拥有装满设备的大型堆栈的公司主导，但个人仍有大概在家中乐成挖矿。话虽这么说，挖矿是一个专业行业，需要足够的专业知识、负担得起的 ASIC、冷却系统、低成本和稳固的电力泉源，以及可靠的互联网。
因此，在开始在家挖矿之前，请确保您已经考虑了全部的长处和缺点，以避免犯下代价高昂的错误。
如果您可以勾选全部必要的方框，您可以考虑在家挖比特币——KYC 免费。如您所知，比特币开采需要大量能源，会产生大量余热。反过来，这些热量可以用来为您的家供暖，这是一个很好的次要好处 - 如果您可以利用它。
阅读更多 >>在家挖比特币指南
当我们考虑在家挖比特币时，有两种方法可供选择——Solo 和 Pooled。
单人挖矿
单独挖矿或 DIY 挖矿是指参与者在不加入矿池的环境下利用他们的专用硬件单独搜刮区块。与贡献计算本领和资源来开采比特币的团结矿工相比，独立矿工是自给自足的；他们不依赖任何其他方来开采。
独立矿工只有在他们亲身找到一个区块时才会得到报酬，得到嘉奖总额加上任何生意业务费用。如今，这一结果绝非易事，由于大概性很大。
只有当难度阈值足够低以至于找到新区块相对容易时，这种范例的挖矿才是有用的。不外，近来，自挖趋势成为新闻，2022 年 1 月，一名独立矿工清除万难，仅用 120 TH 就找到了一个有用区块，当时赚取了代价约 26.5 万美元的比特币。
如今，人们普遍认为单人挖矿对比特币来说是无利可图的，由于它几乎不大概得到区块嘉奖。不外，例如，在利用 ASIC 机器为您的房屋供暖时，它仍旧有助于支付一样平常开支。此外，单独挖矿是参与非 KYC 比特币的最佳方式。
如果你被设置为独立矿工，但收效甚微，则可以考虑加入矿池。
团结挖矿
团结挖矿是个体矿工将他们的哈希算力联合起来进行挖矿的一种方式，就好像他们是一个大矿工一样。
矿池是由第三方构造和运营的去中心化团体，用于和谐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。团结矿工可以赚取相对稳固的收入，而不是盼望有一天能赚到巨额的工资。
选择比特币矿池对矿工来说大概很困难。有很多选项可供选择，而且定价向来非常不透明。选择矿池的最佳建议是实验多种选择并进行一些自己的测试。
下面列出了一些最大的矿池：
阅读全文 >>团结挖矿指南
用比特币挖矿
大型比特币挖矿业务通常是最乐成和最有利可图的。您的小型家庭设置大概无法与这些老练的运营商相提并论。这些公司拥有比家庭矿工更多的可用资源——因此您可以考虑投资或购买这些专门从事比特币挖矿的专业公司的算力。
与公司一起挖矿通常有三种选择：
- 从他们那边购买采矿设备并将其托管在他们的办法中。
- 购买一定比例的可用哈希算力。
- 投资公司。
但是，需要权衡弃取，由于您大概需要提供 KYC 信息并收取服务费。此外，您无法控制公司的方向，这使您很容易受到他们糟糕决策的影响——大概使您的投资面对风险。因此，在您考虑投资矿业公司之前，您必须进行研究以权衡您的选择。
矿业公司的一些例子：
- Iris Energy：总部位于加拿大不列颠哥伦比亚省的 Iris Energy 是一家可一连发展的比特币矿工，拥有并经营实物资产，包括由可再生能源提供动力的数据中心基础办法。
- Core Scientific：Core Scientific 是哈希率或总计算本领最大的比特币矿工。他们在德克萨斯州、佐治亚州、北卡罗来纳州、肯塔基州和北达科他州设有办事处。
- Riot Blockchain：Riot 是北美最大的美国上市比特币矿商之一，在德克萨斯州的 Whinestone 和 Cosicana 工厂运营。
- Blockstream：Blockstream Mining 为环球机构和投资者提供企业级比特币挖矿服务。他们由密码学家 Adam Back 共同建立，他之前的工作对比特币的创建起到了重要作用。
- Hut 8 Mining：Hut 8 是北美最大和最具创新性的数字资产矿工之一，是环球自挖比特币或上市公司库存最高的公司之一。他们在阿尔伯塔省南部有矿场，在安大抵省北湾有第三个矿场，都在加拿大。
常见标题
比特币挖矿合法吗？
比特币开采在环球大多数司法管辖区都是合法的。然而，由于其高强度的电力消耗，一些国家已经禁止开采比特币。在某些环境下，加密货币被认为对政府及其当地货币控制构成威胁。
这些国家包括阿尔及利亚、尼泊尔、俄罗斯、玻利维亚、埃及、摩洛哥、厄瓜多尔、巴基斯坦、孟加拉国、中国、多米尼加共和国、北马其顿、卡塔尔和越南。
比特币挖矿需要纳税吗？
比特币挖矿被视为常规业务，因此作为平凡收入征税。作为一样平常规则，如果开采的比特币随着时间的推移以增加的代价出售，也必须支付资源收益。
它有利可图吗？
比特币挖矿通常是有利可图的，尽管其回报在很大水平上取决于一系列因素，例如电力成本、ASIC 挖矿设备的价格和冷却费用。此外，比特币价格下跌大概导致矿工利润率下降。
矿工赚多少钱？
以美元计算，矿工得到的比特币数量乘以当前价格取决于区块嘉奖。考虑到 20,000 美元的匀称价格和 6.25 个比特币的区块嘉奖，到 2022 年，矿工每个区块将赚取 125,000 美元。
比特币挖矿有多难？
比特币的挖矿难度越来越大，考虑到比特币推出时的挖矿难度为 1，而如今的难度水平约为 30 万亿。这个数字意味着ASICS 挖矿硬件匀称需要执行凌驾 30 万亿次哈希才能找到有用区块以保持竞争力。
开采 1 个比特币需要多长时间？
开采 1 个比特币匀称需要 10 分钟。然而，如今，随着比特币的开采，另外 5.25 BTC 也将被开采。这是由于比特币是在新区块乐成添加到区块链时被开采的，如今区块链产生 6.25 BTC，匀称需要 10 分钟。到 2028 年，大概只能通过区块编号 1,050,000 开采靠近一个比特币，届时区块嘉奖预计约为 1.56 BTC。尽管如此，开采该区块匀称需要 10 分钟。
常见的误解
#1 “比特币利用肮脏的、不可再生的能源。”
说真话，比特币挖矿为电力行业提供了一个新市场，寻衅了恒久以来通过电网限制发电的概念。这一新时机展现并鼓励了环球可再生能源实现重要无碳电力生产的潜力。
很快，比特币开采将成为丰富、清洁能源未来的关键。让我们探讨如何以及为什么。
太阳能和风能发电本领是这一推理的关键，由于比特币网络可以充当此类可再生能源的独特能源买家，促进环球向清洁能源生产和储存的过渡。
随着太阳能和风能变得越来越便宜，比特币矿工倾向于利用它，由于他们通常选择电力更便宜的地方以更具竞争力并确保他们的业务保持红利。
太阳能和风能成本如今乃至比化石燃料便宜。事实上，它们如今分别为 3-4 美分/千瓦时和 2-5 美分/千瓦时，而煤炭或天然气等化石燃料的成本约为 5-7 美分/千瓦时。
然而，与天然气或核能相比，太阳能和风能间歇性是一个重大缺点。由于只有白天才有阳光，风也变幻莫测，因此它们的能量生产大概非常丰富，也大概微不敷道。
比特币挖矿是一种可行的技能办理方案，可提供更高的传输和能量存储容量以克服间歇性。通往无碳能源生产的道路已经成型，新的采矿办法落户在天然资源广泛可用的地方。
例如，西德克萨斯州提供了过多的风能和太阳能，这已经促使比特币矿工涌入该地区以利用巨大的时机。
水电是比特币矿工开发的另一种基本天然资源，水电资源丰富。例如，在挪威，该国 100% 的电力来自可再生能源，这为比特币矿工提供了抱负的地点，他们可以享受具有成本效益的电费和恰当设备冷却的气候。
#2 “比特币浪费能源。”
根据剑桥替代金融中心 (CCAF) 的数据，比特币如今每年消耗大约 87 太瓦时，相当于环球电力生产的 0.55%，或马来西亚和瑞典等小国每年的能源消耗。
虽然这大概会引起比特币批评者的警觉，但整体注意力应该集中在碳排放水平而不是消耗上。这是一个关键的区别，由于比特币可以消耗环球的电力，但如果它 100% 来自可再生能源，它对碳排放的影响可以忽略不计。
确定比特币耗电量很容易估算，只需检察其在规定时期内 的哈希率即可。
另一方面，主要标题是确定比特币挖矿的碳排放量，一些因素使得这项使命在不知道所利用的确切能源组合的环境下更难执行。
由于各种原因，矿工在提供挖矿数据方面具有典型的沉默寡言。由于比特币节点的匿名性，我们通常乃至没有关于世界某些地区矿工存在的数据。当我们知道时，我们可以根据该地区的能源资源推测他们的碳影响。
由于数据如此禁绝确，对利用可再生能源进行比特币挖矿的百分比的估计大概会有很大差异。
比特币矿业委员会估计，2022 年第二季度环球采矿业的可一连电力结构为 59.5%，从 2021 年第二季度到 2022 年第二季度同比增长约 6%。
2019 年，Coinshare 发布了一份陈诉，表明比特币 73% 的能源消耗是碳中性的，这主要是由于中国西南部和斯堪的纳维亚半岛等主要采矿中心拥有丰富的水电。
2020 年，CCAF 估计这一数字靠近 39%，这表明仅考虑能源消耗很难成为确定比特币碳排放量的可靠方法。
对辩论更有好处的是，我们是否认为开采比特币是一项有代价的活动来利用能源。根据对比特币所代表的替代货币体系的升值水平，这里的大门可以展开广泛的、偶尔乃至是猛烈的讨论。
#3 “比特币每笔生意业务消耗的能量比 VISA 多。”
我们已经提到，必须明确区分开采和利用比特币的能源与比特币现实消耗能源的方式。
很多比特币批评者大概会提到比特币的每笔生意业务能源成本非常高，尤其是与其他支付系统生意业务相比。
现实上，他们毫无头绪，那只是攻击比特币的另一种方式。比特币的绝大部分能源消耗发生在挖矿过程中。一旦发行了硬币，验证生意业务所需的能量就很少了。
很多人通过将其除以生意业务数量来计算迄今为止比特币的总能耗。然而，这并不能提供正确的观点，由于大部分能源都用于开采比特币，而不是用于支持生意业务。
我们可以向前迈出一步，声称比特币是最终的“现金”结算层，不需要可信方。流行的支付网络，如 PayPal 或 Visa，不提供银行间的即时不可逆结算。
全部传统的零售支付系统都基于一个复杂的多层结构，大概需要长达六个月的时间才能完成生意业务除了冗长之外，在这么长的时间内浪费了多少能源？这就是为什么比力不能被视为有用的原因。
将比特币挖矿从“环境劫难”叙述转变为镌汰二氧化碳排放的有益援助的时机是真实存在的，并且已经显如今我们面前。
不断探索新出现的方法和天然资源，例如开释海洋能源，以 2 至 8 太瓦的一连清洁能源造福环球多达 10 亿人。 |
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发表于 2024-4-6 08:36:18