什么是比特币挖矿，比特币是如何发行的？

什么是比特币挖矿

当比特币节点相互连接时，它们会从彼此那里获得他们没有的交易。但是由于比特币交易的长期积累，两个节点很难一一比较你遗漏了哪些交易/我遗漏了哪些交易。

为了解决这个问题，中本聪发明了区块链（Blockchain）的重要技术。节点使用区块来同步交易，保证了所有节点数据的一致性，通过争夺区块打包权（即挖矿）来保证区块链的唯一性。

1. 区块和区块链

由一段时间内的交易组成的包称为块。整个比特币网络平均每 10 分钟产生一个区块，每个区块都与前一个区块链接比特币是做什么的，进而形成一个区块链。

2. 同步区块中的交易数据

区块从 1 开始编号，所以节点 A 连接到节点 B 后，通过查看双方的区块号高度，很容易同步交易数据。比如节点A自己的区块高度是100，发现节点B的区块高度是110，就请求B同步101~110这10个区块。

3. 打包块奖励

为了保证节点打包比特币交易，比特币规则规定打包交易的节点将获得比特币作为奖励。A. 打包奖励的一部分来自交易创建者支付的交易费用（每 KB 交易大小 100~1000 satoshi 费用）。B. 另一部分来自初始分配的 2100 万比特币。最初的奖励是每块 50 个比特币。之后，每210,000个区块（约4年）奖励将减半，直到2140年左右。直到区块奖励小于1 satoshi，此时的总区块奖励为2100万比特币，这是总量的来源比特币（准确地说是 20999999.97690000）。2140年之后，打包奖励将仅来自交易创建者支付的交易费用。

4. 块包装权的竞争

节点打包交易只需要消耗非常低成本的网络和计算资源，而打包奖励的存在（目前每块25比特币的打包奖励约为4万元），使得大量节点想要打包交易。为了保证区块链的唯一性，比特币规则规定节点使用类似于“抛硬币”的方式来竞争打包交易的权利。节点不断抛硬币，谁先抛出符合规则的结果，谁就获得了该区块的交易打包权和该区块的打包奖励。

5. 争夺交易打包权的方式

“抛硬币”的实现是计算机做一个hash（SHA-256）运算，从运算结果的第一位开始检查是否有足够的连续0（可以简单理解为抛硬币）一次256个硬币），然后从第一个硬币开始看是否有足够的连续硬币正面。）“翻转”获胜的唯一技巧是增加每秒翻转的次数，一个人每秒可以翻转100亿个硬币（做100亿哈希计算）节点，抢到打包权的概率是节点每秒抛币1亿次的100倍。

6. 获胜节点打包交易并广播

一旦一个节点抛出一个符合系统规则的硬币结果（例如，区块379543的哈希值为000000000000000008bdeb575056584429ea4be876ea7ca4ce70262d3edb8c8b），他会立即将这段期间收集到的交易打包成一个区块比特币是做什么的，用“抛硬币” “ 随附的。结果，广播了附加信息，例如块序列号 379543、 和前一个块之间的关系。一旦其他节点收到区块 379543 并验证无误后，就会停止“抛硬币”去抢这个区块，而是在这个区块的基础上，开始“抛硬币”去抢下一个区块 379544。

7. “挖矿”和“矿工”的由来

大量的节点需要计算机设备并且消耗大量电力来进行哈希计算。这个过程本质上类似于黄金开采（通过采矿设备，消耗能量来换取黄金）。比特币的总量是恒定的，减产的生产方式也与黄金非常相似。因此，人们形象地将抢夺比特币打包权的过程称为挖矿，而抢夺打包权的比特币节点称为矿工。

采矿设备的演变

1. CPU：最早的矿工使用CPU进行挖矿，挖矿速度在M级（1M=1000K=10^6=每秒100万次哈希运算）。

2.显卡矿机：显卡有数百个计算核心（流处理器），所以速度相当于数百个CPU，挖矿速度在100M级别。由于ATI和NVIDIA显卡的架构不同，同级A卡的流处理器数量远远超过N卡，因此A卡在挖矿方面具有巨大优势。专业矿工经常使用H61B等6个PCI-E插槽的主板。插上5-6块ATI 7850等高端显卡组成矿机组进行挖矿。

3.集成电路矿机：随着比特币价格的不断上涨，挖矿越来越赚钱，出现了集成电路矿机。矿机是专门设计的，只能做挖矿哈希是计算芯片，所以相比CPU、显卡等通用计算设备，在挖矿速度和功耗上都有很大的优势，但代价是不能除了采矿和制造电加热器外，其他任何事情都可以做。CPU和显卡在挖矿产出不足、电费淘汰后仍可当普通电脑使用。矿机淘汰后，除少数人有闲电继续挖矿外，只能作为电暖器使用或报废。

集成电路矿机经过FPGA矿机。在ASIC矿机（ASIC：Application-Specific Integrated Circuit）时代，速度逐渐从G级演进到T级（1T=1000G），每秒可以进行万亿次哈希运算，相当于一百万个 CPU。也就是说，如果将目前世界排名第二的天河二号超级计算机用于挖矿，其312万个CPU核心的计算能力仅相当于一台价值数千元的T级矿机。

5. 2013年以来，比特币价格暴涨，百万ASIC矿机的大规模部署，使得整个比特币网络的算力达到了惊人的435P（1P=1000T）。下图是瑞典的 KnCMiner。的大型矿山。

矿池

由于有数以万计的矿工争夺打包权，单个矿工抢到打包权的概率非常小，产量非常不稳定。有可能一小时抓一次，也可能一年不抓一次。为了稳定挖矿产出，矿工往往会选择加入矿池进行挖矿。矿池整合了大量矿工的算力，在全网总算力中占有一定份额，从而获得相对稳定的挖矿产出。收取矿池2%~4%的手续费后，根据矿工算力分配产出给矿工。这就好比一个人买彩票，中奖难，

随着矿池的发展，也出现了像Libit（LTC1BTC.com）这样的自动切换矿池，俗称机枪池。智能矿池会在各种山寨币收益高的时候切换到山寨币挖矿，从而增加矿工收益5%~10%。

比特币挖矿的意义——分配初始比特币

比特币反对者指责挖矿消耗大量资源进行无意义的抛硬币，而支持者则表示金矿开采也消耗大量资源进行无意义的挖掘。对于比特币系统来说，这种消耗大量资源的挖矿最大的意义在于：公平分配2100万初始比特币，就像消耗资源挖黄金一样，消耗资源挖比特币是初始比特币的唯一公平分配。硬币的方式。

由于其开源代码，比特币已经看到了成千上万的模仿者、竞争对手和改进者。通常，那些简单地复制和模仿比特币的被称为山寨币，而那些为比特币添加某些新功能的被称为山寨币。有的币种在比特币的基础上增加了智能合约等其他功能模块，自称为“第二代”币。这上千种币尝试了你能想象到的每一种ICO分发模式，比如Aurcoin，平均分配给每个冰岛人，以及 73 名众筹参与者 Nextcoin，由开发者控制并缓慢分发大部分初始硬币，Ripple（XRP）等。

然而，所有这些分配初始币的方式的公平性远弱于烧钱获得初始比特币的方式，而公平性是一个货币体系的核心问题。因此，比特币挖矿虽然消耗大量资源，但像消耗资源开采黄金一样，是一种合理的经济行为。