什麼是比特幣挖礦？
比特幣挖礦是通過生成符合特定標準的加密解決方案來驗證區塊鏈塊中的信息的過程。當達到正確的解決方案時，將向達到正確解決方案的礦工提供比特幣形式的獎勵和已完成工作的費用首先解決方案。
隨著時間的推移，開採比特幣的獎勵會減少。這個獎勵過程一直持續到有2100 萬個比特幣在流通。一旦達到這個數字，比特幣獎勵就會停止，比特幣礦工將通過為完成的工作支付的費用來獲得獎勵。
要點
- 驗證交易信息並維護區塊鏈的完整性是挖礦的目的，而比特幣獎勵則是挖礦的激勵。
- 比特幣挖礦對於維護比特幣所基於的交易分類賬是必要的。
- 在過去的幾年裡，礦工們已經變得非常先進，他們使用複雜的機械來加速採礦作業。
- 比特幣開採引起了爭議，因為它不被認為是環保的。
比特幣挖礦如何運作？
這裡用一個簡化的例子來解釋這個過程。假設你讓朋友猜一個1到100之間的數字。你的朋友不必猜出確切的數字；如果你在想數字19，而朋友猜出了21，再有55 個，還有83 個，他們就輸了，因為他們都猜到了19 以上。但是，如果你還剩下3 個朋友，而下一個朋友猜到了16，那麼他們就贏了，其他人就沒有機會猜了。
在這種情況下，您選擇的數字 19 代表比特幣網絡為區塊創建的目標哈希，而您朋友的隨機猜測就是礦工的猜測。
哈希值
比特幣挖礦的核心是哈希值，哈希值是一個64位的十六進制數，是通過SHA256哈希算法發送區塊中包含的信息的結果。，你可以在不到一秒的時間內生成一個哈希值，粘貼將一些內容放入在線SHA256 哈希生成器中。這是比特幣用於創建塊哈希的加密方法。部分：使用現代硬件解碼64 位哈希可能需要幾個世紀的時間。
哈希可能如下所示（這是通過哈希生成器運行的上一段）。1如果更改該內容中的一個值，例如將“t”切換為“a”，則哈希會更改：
a54f83a5db7371eeeefa2287a0ede750ac623e49a8ba29f248eb785fe0a678559
這是同一段，但第一個單詞被錯誤地拼寫為“Aa”而不是“At”：
fbfa33ff980d1492b3a9275a1eb945d89bd6b699ca19c3c470021b8f253654af
這個數字稱為區塊哈希值，作為信息的一部分經過加密，在下一個區塊的標頭中使用。每個區塊都使用前一個區塊的哈希值，該哈希值將它們鏈接在一起，從而創建了術語“區塊鏈” 。
目標哈希值
目標哈希值，用於確定挖礦難度，是礦工在挖礦時試圖求解的數字，該數字是網絡生成的哈希值，由十六進制轉換為十進制形式。
因此，區塊哈希可能如下所示（區塊 786,729）：
00000000000000000005a849c28eb24b8a5e04fcecc1ccb3eb2998e4730a456e
目標哈希看起來像這樣（前面和後面有更多的零）：
0x1705c739
因此，礦工需要生成一個等於或小於上述數字的數字。隨機猜測一個小於這個數字可能看起來很簡單，但由於加密的原因，事實並非如此。區塊 786,729 使用了超過 20 億個隨機數一個礦池。2 3
礦業
比特幣挖掘要求挖掘程序生成一個隨機散列，並在其中附加另一個數字，稱為隨機數，或“使用一次的數字。”當礦工開始時，它總是從零開始這個數字。每次嘗試，隨機數都會改變1 – 首先，是0，然後是1、2、3，以此類推。如果礦工生成的哈希值和隨機數大於網絡設置的目標哈希值，則嘗試失敗，礦工會再次嘗試。
網絡上的每個礦工都會這樣做，直到創建小於或等於目標哈希的哈希和隨機數組合。第一個達到該目標的礦工將收到獎勵和費用，並打開一個新塊。其中包含信息（大約一個）兆字節），它是封閉的、加密的和挖掘的。
比特幣網絡由數千台每天24 小時挖礦的設備組成。因為挖礦獎勵屬於第一個解決問題的人，所以它們都在競爭。這種競爭導致礦工創建礦池以獲得相對於其他礦工的優勢，因為他們需要更多的計算能力來增加獲勝的機會。
比特幣網絡的挖礦速率有所波動，但它徘徊在每秒330 到360 exa 哈希值之間，即360 後面跟著18 個零。如果開採一個區塊大約需要10 分鐘，那麼大約需要216,000 exa哈希值（216 後面跟著18 個零）。 21 個零）打開一個新塊。
工作量證明
挖礦過程就是你聽到的所謂工作量證明（PoW） ——它需要大量的能量和計算能力才能達到小於或等於目標哈希的目標，所以它被稱為工作量證明。
確認
每個區塊都包含前一個區塊的哈希值，因此當生成下一個區塊的哈希值時，也會包含前一個區塊的哈希值。請記住，即使一個字符發生變化，哈希值也會發生變化，因此後續每個區塊的哈希值也會發生變化。 。
然而，您關閉並獲得獎勵的區塊尚未得到確認。已達到六次驗證，但這不太可能，因為網絡必須由試圖更改信息才能工作的人控制。
2020 年 5 月 11 日，比特幣第三次將挖礦獎勵從 12.5 減半至6.25。5
獎勵
成功驗證區塊的獎勵是比特幣。2009年，開採一個區塊會獲得50比特幣。但區塊獎勵每210,000個區塊（或大約每四年）減半，因此在2013年，獎勵金額下降到25，2016年變成了12.5，在比特幣最近一次減半事件中，獎勵改為6.25 。
比特幣礦工參與這一過程的另一個激勵因素是交易費用。除了獎勵之外，礦工還從該交易塊中包含的任何交易中獲得費用。當比特幣達到計劃的2100 萬枚上限時（預計在2140 年左右），礦工將獲得網絡用戶支付的處理交易費用的獎勵。這些費用確保礦工仍然有動力挖礦並保持網絡運行。其想法是，對這些費用的競爭將導致它們在減半事件結束後保持較低水平。
困難
挖礦難度是指生成小於目標哈希值的數字所需的工作量。挖礦難度每 2,016 個區塊或大約每兩週變化一次。
它還受到加入比特幣網絡的新礦工數量的影響，因為它增加了哈希率或部署用於挖掘加密貨幣的計算能力。如果計算能力從網絡中移除，難度會向下調整以使挖掘變得更容易。
2023 年4 月的挖礦難度為48.7 萬億。也就是說，計算機產生低於目標的哈希值的機會是48.7 萬億分之一。從這個角度來看，您贏得強力球大獎的可能性大約是166,781 倍使用8
開採比特幣的經濟學是什麼？
比特幣挖礦是一項商業投資，其產出（比特幣）產生的利潤取決於其投入的投資。
比特幣挖礦的成本主要有以下三項：
- 電力：這是 24/7 運行採礦系統的電力。它可能會產生大量費用。當您考慮到該過程消耗的電力與某些國家一樣多時，成本可能會相當高。要考慮成本冷卻您的採礦系統所在的區域。採礦時它們會產生大量熱量- 您擁有的越多，它們產生的熱量就越多。這種方式可能會變得非常昂貴。
- 挖礦系統：與流行的說法相反，台式電腦和常規遊戲系統可以通過加入礦池來進行挖礦，但回報有限，因為大多數礦池根據每個礦工貢獻的工作量來分配獎勵。 ASIC 礦機，但考慮到所用能源後，可能會提前獲得幾百美元。如果你想保持競爭力，你需要購買幾台ASIC 礦機並加入礦池，這可能會讓你在每台鑽機價格為4,000 至12,000美元。
- 網絡基礎設施：網絡速度不會顯著影響比特幣挖掘過程，但延遲會影響。延遲是與網絡通信所需的時間。連接到互聯網的服務器。但是，如果您使用的是遊戲設備要挖掘並加入礦池，您不需要任何額外的帶寬- 只需要您加入的礦池的低延遲即可。
這三種投入的總成本應該低於產出（在本例中為比特幣的價格），這樣您才能從您的企業中獲得利潤。考慮到比特幣價格的波動（並且經常上漲），您可以考慮鑄造自己的比特幣加密貨幣聽起來可能是一個有吸引力的提議。
但考慮到比特幣挖礦的經濟困難，在購買設備參與比特幣已經成為的彩票之後，你可能不得不接受較低的利潤和更長的收支平衡時間。
FoundyUSA 和 AntPool 是兩個受歡迎的礦池，擁有全球 55% 以上的比特幣挖礦能力4 。
比特幣挖礦的歷史
有兩項發展促成了今天比特幣挖礦的演變和組成。首先，比特幣挖礦機器的定制製造起到了集中網絡的作用。因為比特幣挖礦本質上是一種猜測，在另一個礦工幾乎擁有一切之前就得出了正確的答案。與計算機生成哈希值的速度有關。
在比特幣的早期，配備普通CPU的台式電腦主導了比特幣挖礦。但隨著算法的難度隨著時間的推移而增加，他們開始需要很長時間才能發現加密貨幣網絡上的交易。根據一些估計，需要“幾個小時”在 2015 年初的難度水平下，使用 CPU 平均需要十萬年才能找到有效的區塊。10
GPU挖礦
隨著時間的推移，礦工們意識到顯卡，也稱為圖形處理單元(GPU)，在挖礦時更有效、更快。但它們消耗大量電力，而且不是為重型挖礦而設計的。最終， GPU 落後了，被淘汰。速度不夠快，無法競爭，製造商開始限制他們的採礦能力。
現場可編程門陣列 (FPGA) 是一種 GPU，是一種改進，但它們也存在與 GPU 相同的缺點。
ASIC挖礦
如今，礦工使用定制礦機，稱為專用集成電路礦機（ASIC），這些礦機配備了專用芯片，可以更快、更高效地進行比特幣挖掘。它們的成本從數百美元到數万美元不等。競爭如此激烈，以至於只有使用最新的 ASIC 才能盈利。但即使擁有最新的設備，也很少足以與礦池競爭。
比特幣挖礦的問題
在16 萬億分之一的概率、擴展難度級別以及驗證交易的龐大用戶網絡之間，大約每10 分鐘就會驗證一個交易塊。11 但重要的是要記住，10 分鐘是一個目標，而不是規則。
速度
比特幣網絡目前每秒可以處理 3 到 6 筆交易，大約每 10 分鐘就會在區塊鏈中記錄一次交易。12 相比之下， Visa每秒可以處理大約 65,000 筆交易。13第二層解決方案和比特幣區塊鏈的升級試圖解決速度問題，但現代銀行網絡和其他區塊鏈仍然使比特幣網絡可以處理的交易數量相形見絀。
可擴展性
比特幣協議的核心問題被稱為擴容。儘管比特幣礦工普遍認為必須採取一些措施來解決擴容問題，但對於如何做到這一點卻缺乏共識。
比特幣已經通過引入升級和接受來自鏈下完成大部分工作的層的輸入進行了調整，但它仍然存在可擴展性問題。
能源使用
在比特幣短暫歷史的大部分時間裡，其挖礦過程一直是能源密集型過程。在比特幣推出後的十年裡，比特幣挖礦主要集中在中國，這個國家的大部分電力依賴煤炭等化石燃料。毫不奇怪，比特幣採礦的天文數字能源成本引起了氣候變化活動人士的關注。根據一些估計，加密貨幣的採礦過程消耗的電力相當於整個國家的電力9。
但比特幣支持者已經發布了研究，聲稱加密貨幣主要由可再生能源提供動力。關於這些研究需要記住的一件事是，它們基於猜想和來自礦池的自我報告數據。這些信息稀缺且不透明。
什麼是比特幣挖礦？
比特幣挖礦是驗證比特幣交易的過程。它由相互競爭解決密碼問題並獎勵比特幣的挖礦系統組成。
比特幣挖礦的目的是什麼？
比特幣挖礦有兩個目的：確認加密貨幣網絡上的交易並保護其安全。
比特幣挖礦的主要成本是什麼？
比特幣挖礦的三大成本是電力、網絡基礎設施和挖礦基礎設施。
你應該開採比特幣嗎？
比特幣挖礦是一項昂貴的愛好，沒有保證的結果。為了保持競爭力，你需要投資幾台昂貴的機器，24/7 運行它們，並支付高額電費。即便如此，也不能保證你會賺取任何比特幣。
比特幣挖礦是綠色的嗎？
比特幣挖礦的能源使用受到氣候活動人士的批評，認為這是加密貨幣不環保的證據。據估計，比特幣挖礦過程消耗的電力相當於整個國家的電力。9隨著世界轉向可再生能源，比特幣挖礦預計將變得更加綠色。
底線
比特幣挖礦是一個能源密集型過程，定制的挖礦系統競相解決加密問題。比特幣挖礦過程還確認加密貨幣網絡上的交易並使其值得信賴。作為參與該過程的激勵，比特幣會獎勵給那些贏得比賽。
儘管使用桌面系統的個人礦工在加密貨幣的早期發揮了作用，但比特幣挖礦生態系統由大型礦業公司主導，這些公司在多個地區運營礦池。比特幣挖礦也存在爭議，因為它使用天文數字的能源。
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