什么是比特币挖矿？ 它是如何工作的？

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· 比特币挖掘是向比特币公共区块链添加和验证交易块的过程。

· 比特币使用“工作量证明”共识机制（PoW），需要矿工以昂贵的挖矿硬件和电力的形式做出承诺。

矿工竞相解决复杂的密码难题，并获得新开采的比特币作为奖励。

比特币挖矿是将交易块添加到公共区块链并对其进行验证的过程。 这也是创建新比特币的过程比特币用什么挖矿，这种机制既能确保区块链的完整性，又能激励人们参与网络。

矿工竞相向区块链添加新区块。 开采比特币需要矿工的重大承诺； 这是一项昂贵、耗时的任务，也是加密货币发挥作用和人们对其合法性充满信心所必需的。

自中本聪创建比特币以来的十多年里，大多数人都听说过挖矿。 但这到底意味着什么？

什么是比特币挖矿？

开采比特币不像在地下深处挖掘黄金或煤炭。 它指的是验证用比特币进行的交易。

矿工是那些维护和审计支持加密货币的区块链网络的个人或公司。 他们通过完成添加到区块链的已验证交易的“块”来实现； 当矿工完成一个区块时，他们将获得比特币奖励。

比特币的开采不像以前那么便宜，但这仍然不能阻止投资者从事这项活动。 比特币的区块奖励是一种激励机制，网络通过该机制使加密货币交易合法化并对其进行监控。 由于这一责任由世界各地的许多用户承担，比特币是一种去中心化的加密货币，这意味着它的可信度不依赖于政府或银行等中央机构。

为什么比特币需要矿工？

挖矿实际上是对比特币交易进行审计和验证，防止“双重消费”问题的过程。 双重支出是指拥有加密货币的人试图将同一枚硬币花费两次。 对于实体货币，您不能使用 20 英镑的钞票在酒吧购买饮料，然后使用同一张 20 英镑的钞票去商店购买一些杂货。

对于加密货币，拥有比特币的人可能会复制一个比特币并将其发送给商家，而不是真正的比特币。 在现实世界中，收银员会查看一张 20 英镑的钞票以确保它不是假的，这就是比特币矿工试图用加密货币做的事情； 他们正在检查以确保没有进行两次交易。

比特币挖矿的过程是怎样的？ 你能用它做什么

比特币使用一种称为工作量证明的共识机制。 挖比特币的过程如下：

矿工的计算机，称为节点，收集过去十分钟的单个比特币交易并将其打包到一个块中。

· 该节点与网络中的其他节点竞争，以解决复杂的密码问题比特币用什么挖矿，成为第一个为区块链验证新块的节点。

第一个解决问题的矿工将他们的成功广播到整个网络。

• 其他节点然后检查他们的解决方案是否正确。 如果正确，新块将添加到区块链中，并且该过程重新开始。

· 由于矿工是第一个解决问题的人，因此获得比特币奖励。

比特币挖矿硬件在区块头上运行加密哈希函数。

这意味着每个矿工都会创建一个“候选块”，其中包含来自节点内存池的未确认交易。 该块由概述块内数据的块头以及对区块链中现有块的引用和随机数（“仅使用一次的数字”）组成。 在比特币中，随机数是介于 0 和 4,294,967,296 之间的整数。

然后将这个块头放入 SHA256 哈希函数中； 如果结果数字高于当前目标哈希值，则矿工调整随机数并再次尝试。 矿工每秒做数千次这项工作。 难度目标是一个256位的数字； 它每 2016 个区块（大约每两周）调整一次，以确保平均每 10 分钟开采一个区块。

当幸运矿工的哈希函数吐出低于当前目标哈希值的结果时，该块将被广播到网络。 每个节点检查区块头的哈希值是否与目标匹配，如果确认，则将新挖掘的区块添加到区块链中。 矿工获得比特币奖励； 这种凭空创造新比特币的交易被称为“coinbase 交易”，并包含在候选区块中。 这些奖励的作用是激励参与并使事情顺利进行。

硬币的发行速度由挖矿代码设置，确保矿工赢得一个区块所需的时间始终在 10 分钟左右。 这是为了保护系统免受矿工创建自己的比特币的影响。

每次开采比特币时，加密问题都会变得更难解决，这意味着矿工将需要更高的哈希率才能成功获得区块奖励。 这意味着需要更多的计算能力来赚取相同数量的加密货币。

第一批比特币矿工使用他们计算机的 CPU 来解决密码问题。 很快，矿工们发现图形处理单元 (GPU) 比 CPU 更高效，引发了挖矿硬件的军备竞赛。 今天，比特币矿工使用称为 ASIC（专用集成电路）矿工的专用硬件。 尽管以太坊和其他加密货币的矿工仍然普遍使用 GPU，但这导致显卡短缺。

解决加密问题对于保护比特币网络免受攻击是必要的。 在区块链中逆转一笔交易需要全网51%的算力。 这确保了任何攻击都是困难且毫无意义的，因为攻击者必须拥有比其他任何人都多的挖矿硬件。

比特币挖矿的其他问题

随着比特币挖矿的成熟，个体矿工的进入门槛增加了。 大多数挖矿现在都是由“矿工池”进行的，他们结合他们的资源，试图利用他们积累的计算能力来赚取比特币奖励。

矿工在很大程度上受到电价的影响，因为工作量证明挖矿需要大量电力； 许多矿工迁移他们的业务以利用廉价电力。

比特币挖矿因其高能耗而饱受诟病，2021 年约为 11.8 吉瓦或 103.31 太瓦时，超过 12 座核电站的输出量。

一些加密货币的拥护者将其视为一种“能源货币”，可以激励人们使用多余的能源； 事实上，美国和伊朗的几家发电厂现在正在使用过剩的天然气来进行大规模的比特币挖矿作业。 其他矿工也在寻求核能。 萨尔瓦多政府在 2021 年使比特币成为法定货币，甚至开始使用火山的地热能开采比特币。

关于比特币总能源消耗中有多少来自可再生能源的数字各不相同，估计范围从 39% 到高达 75%（尽管更高的估计通常来自参与加密货币行业的公司）。 目前，比特币矿工产生的碳足迹相当于孟加拉国的碳足迹。

在这种批评的刺激下，一些加密货币正在从工作量证明共识机制转向称为权益证明 (PoS) 的系统。