比特幣如何產生的？挖礦了解一下

著名的隨機數

眾所周知，聖經中的馬太福音和路加福音都有這樣一句話：「......哭泣與咬牙切齒」，以此來形容永恆的詛咒里等待罪人的是什麼。

這屬於對煉獄生動的描述。很奇怪，這句話似乎也適合形容眾多加密貨幣背後一個關鍵知識：挖礦。

深吸一口氣。

何為加密貨幣挖礦？

工作量證明（PoW）協議或挖礦是由比特幣創始人Satoshi Nakamoto發明的，過程有兩個目的：驗證網路內的交易並確保穩定的新幣流通。

PoW網路中，交易被彙集在一起形成一個區塊。比特區塊中包含約1兆位元組的數據。

當區塊被交易填滿（交易數量一般為幾百個），該區塊被加密鎖定並編碼成數學難題，只有當解決了這個難題，交易才相當於被驗證有效，方可添加至區塊鏈中。

為了「解鎖區塊」，礦工需要確定它的哈希值：一個由數字1-9、字母A-F組成的64位十六進位數字，看起來像這樣：00000000000000000007be9ab9afb28af05334078e24eeb5391767301d332f6f。

儘管哈希值是一種比較常見的安全措施，仍有很多人對它不甚了解。這麼說吧，很多網站需要用戶創建密碼時，處於安全考慮，還會使用哈希演算法對密碼進行加密，原因很簡單：網站即便被黑，用戶信息也不會立即被破解，因為黑客還要再來一波反哈希運算來確定相應的密碼。

同樣的道理，礦工試圖通過產生隨機數（僅使用一次的數字）的方式來成功解出數據塊的哈希函數，如果數值等於或小於哈希值，則成功解鎖數據塊並得到獎勵。

挖礦不遵循特定的順序或策略：由於哈希值是完全隨機的，因此無法預測或確定下一個塊的哈希值。

正因如此，可以說礦工在執行一種技術猜測，他們迅速提出能夠對應於正確哈希值的新隨機數（窮舉）。 因為有超過15萬名的其他礦工也在做相同的事情，那麼挖礦本質就是一場場激烈但有利可圖的競爭。

碰出正確隨機數的比特幣礦工可以得到新比特幣獎勵，但是只有在其他99個塊被驗證之後才會獲得獎勵。 儘管當礦工比較誘人的地方在於解鎖區塊，但對於整個網路來講，礦工最重要的角色是驗證交易。

區塊鏈的吸引力之一在於無需中央權威人士或第三方：交易是純粹的交易雙方的事，且不需要銀行等機構來轉移資金。

當然，為了維護網路的完整，基本規則仍需強制執行。 數字貨幣可以複製，礦工的一個角色是驗證交易，以確保發送人不會「雙重支出」的情形：無限使用同一筆比特幣進行不同交易。

為了驗證交易，礦工會收取少量費用，即發送人發送給接收人金額的一部分。一旦得到礦工們的共識，區塊及其包含的所有交易將被添加到區塊鏈。

比特幣從哪裡來？

對於幸運的礦工來說，獎勵將直接發送到他們的錢包地址，就像普通交易一樣。 不同之處在於，BTC實質上是根據礦工共識從網路本身中分離出來的。

因此，挖礦也是一種驗證比特幣網路價值交換的手段，也使得新的BTC能夠穩定流入。

由於必須等到其他99個區塊被挖出才能獲得獎勵，因此礦工有動機一隻參與驗證交易，以便能夠獲得豐厚的獎勵。

如你可能已經猜到的那樣，這些計算遠遠高於標準計算機的能力。 多年來，挖礦已經從一個不起眼的作坊行業身變為大型礦池壟斷行業，並隨著競爭的加劇，難度也變得越來越高。

早在2009年，比特幣礦工數量屈指可數，一個標準的CPU可以在幾天內挖掘200個BTC。 隨著擁有超高算力的專用集成電路（ASIC）挖礦設備的崛起（可以更快速舉出隨機數），CPU礦工挖出一顆比特幣的時間比拉長至98年。

這使像Bitmain和Bitfury這樣的公司能夠生產並運營自己的高端礦機（ASIC），相對於獨立礦工這無疑是的巨大競爭優勢。

同樣，隨著 「軍備競賽」的繼續，比特幣挖礦的收益也在下降。 2009年的出塊獎勵是50個BTC（當時比特幣價值不到1美元），每挖出21萬塊，獎勵減少一半；2012年底變成25個BTC；2016年變成12.5個BTC。 按照目前的估計，到 2020年獎勵將將至6.25個BTC。

比特幣挖礦前景

挖礦有其缺陷：成本高得驚人，並且迅速成為少數大公司和礦池的保留地，這些公司和礦池具有足夠的算力獲取利潤來補充原始高額投資。 另外挖礦對環境也有負面作用。

本文重點關注比特幣，它仍然是加密貨幣礦工最賺錢的投資，但挖礦協議包括加密領域的其他家族名稱：萊特幣、以太坊、Cardano、NEO。

然而，由於挖礦的不利因素越來越明顯，加密貨幣領域也可能會在這種形式的活動中倒退。

例如，撰寫本文時，以太坊網路雖仍採用PoW協議，已經開始朝著權益證明機制（PoS）方向轉移。以太坊創始人Vitalk Buterin的Casper將是以太坊共識轉變的第一步，預計在未來幾個月內實施。

挖礦過程的設計是巧妙的。 作為一種機制，交易被驗證且新幣產生都不需要第三方參與。

然而，隨著加密貨幣成熟並獲得臨界質量，中本聰本人初始的想法也將得到相應的調整與修改，進一步適用本年底前可能觸及1萬億美元的行業。