比特币采矿如何运作？ - 龙听期货论坛

标题: 比特币采矿如何运作？ [打印本页]

作者: 龙听 时间: 2020-12-25 13:41 标题: 比特币采矿如何运作？

什么是比特币采矿？
加密货币挖矿是艰苦的，昂贵的，并且只是偶尔获得回报。尽管如此，采矿对许多对加密货币感兴趣的投资者具有吸引力，因为事实是矿工因使用加密令牌而获得奖励。这可能是因为企业家类型将采矿视为天堂中的一分钱，例如1849年的加利福尼亚金矿勘探者。而且，如果您对技术感兴趣，为什么不这样做呢？

重要要点
通过挖掘，您可以赚取加密货币，而不必为此花钱。
比特币矿工获得比特币作为完成已添加到区块链的已验证交易“块”的奖励。
采矿奖励将支付给首先发现复杂哈希难题解决方案的矿工，并且参与者将成为发现该解决方案的参与者的概率与网络上总挖掘能力的一部分有关。
您需要GPU（图形处理单元）或专用集成电路（ASIC）来设置采矿设备。
但是，在投入时间和设备之前，请阅读此解释器，以了解采矿是否真的适合您。我们将主要关注比特币（在整个过程中，将网络或加密货币作为概念时将使用“ Bitcoin”，而当涉及大量单个代币时将使用“ bitcoin”）。

许多采矿的主要吸引力在于有望获得比特币奖励。就是说，您当然不必成为拥有加密货币令牌的矿工。您还可以使用法定货币购买加密货币；您可以使用其他加密货币在Bitstamp等交易所进行交易（例如，使用以太坊或NEO购买比特币）；您甚至可以通过购物，在以加密货币向用户付款的平台上发布博客文章，甚至建立赚取利息的加密帐户来赚钱。加密博客平台的一个示例是Steemit，它类似于Medium，不同之处在于用户可以通过以称为STEEM的专有加密货币向博客作者付款来奖励他们。然后可以在其他地方将STEEM换成比特币。

矿工获得的比特币奖励是一种激励，激励人们协助采矿的主要目的：合法化和监控比特币交易，确保其有效性。由于这些责任分散在世界各地的许多用户中，因此比特币是一种“去中心化”的加密货币，或者是一种不依赖任何中央机构（例如中央银行或政府）来监督其监管的加密货币。

如何开采比特币
矿工作为审计师的工作获得报酬。他们正在努力验证比特币交易的合法性。这个约定是为了让比特币用户诚实，它是由比特币的创始人中本聪构想的。通过验证交易，矿工正在帮助防止“双重支出问题”。

双重支出是一种情况，其中比特币所有者非法将同一比特币花费两次。使用实物货币，这不是问题：一旦您递给某人20美元的钞票来购买一瓶伏特加酒，您将不再拥有它，因此不存在使用同一张20美元的钞票在隔壁购买乐透彩票的危险。尽管存在伪造现金的可能性，但这与两次花相同的美元实际花费并不完全相同。但是，正如Investopedia词典所解释的那样，使用数字货币时，“存在持有人在保留原始数字令牌的同时复制数字令牌并将其发送给商人或另一方的风险。”

假设您有一张合法的20美元面额的钞票，以及同一张20美元的伪钞。如果您要同时花费真实的钞票和伪造的钞票，那么麻烦查看两个钞票的序列号的人会发现它们是相同的编号，因此其中之一必须是错误的。比特币矿工的工作与此类似：他们检查交易以确保用户没有非法尝试两次使用相同的比特币。这不是一个完美的类比-我们将在下面详细解释。

一旦矿工验证了价值1 MB（兆字节）的比特币交易（称为“区块”），这些矿工就有资格获得一定数量的比特币奖励（更多有关以下的比特币奖励）。中本聪（Satoshi Nakamoto）设置了1 MB的限制，这是一个有争议的问题，因为一些矿工认为应该增加块大小以容纳更多数据，这实际上意味着比特币网络可以更快地处理和验证交易。

请注意，验证价值1 MB的交易使硬币矿工有资格赚取比特币-并非所有验证交易的人都将获得付款。

理论上，1MB的事务可以小到一个事务（尽管这并不常见）或几千个。这取决于交易占用的数据量。

“因此，在完成所有验证交易的工作之后，我可能还没有得到任何比特币？”

那是对的。

要获得比特币，您需要满足两个条件。一个是努力的问题。一个是运气问题。

1）您必须验证〜1MB的交易额。这是简单的部分。

2）您必须是第一个为数字问题提供正确答案或最接近答案的矿工。此过程也称为工作证明。

作者: 龙听 时间: 2020-12-25 13:41

“你是什么意思，'对数字问题的正确答案'？”
好消息：不涉及任何高级数学或计算。您可能听说过，矿工正在解决难题，但事实并非如此。他们实际上是在尝试成为第一个提出小于或等于目标哈希值的64位十六进制数字（“哈希”）的矿工。基本上是猜测。

坏消息：这是猜测，但是对于每个问题的可能的猜测总数约为数万亿，这是一项艰巨的工作。为了首先解决问题，矿工需要大量的计算能力。为了成功进行采矿，您需要具有较高的“哈希率”，该哈希率以每秒兆哈希（MH / s），每秒千兆哈希（GH / s）和每秒兆兆哈希（TH / s）的方式度量。

那是很多杂凑。

如果您想估计您的采矿设备的哈希率可以开采多少比特币，那么Cryptocompare网站提供了一个有用的计算器。

采矿和比特币流通
除了为矿工提供资金和支持比特币生态系统外，采矿还具有另一个重要目的：这是将新的加密货币释放到市场的唯一途径。换句话说，矿工基本上是在“铸造”货币。例如，截至2020年11月，大约有1850万比特币在流通。1 除了通过创世区块（创始人中本聪创建的第一个区块）铸造的硬币之外，比特币中的每一个都是由于矿工而产生的。在没有矿工的情况下，作为网络的比特币将仍然存在并且可以使用，但是永远不会有任何其他比特币。最终将有一个比特币采矿结束的时代。根据《比特币协议》，比特币的总数上限为2100万。2 但是，由于比特币的“开采”率会随着时间的推移而降低，因此最终的比特币要到2140年左右才流通。这并不意味着交易将不再得到验证。矿工将继续验证交易，并为此支付费用，以保持比特币网络的完整性。

除了短期的比特币收益外，当在比特币网络协议中提出变更建议时，作为硬币开采者可以给您“投票”的权力。换句话说，矿工在诸如分叉之类的事情上对决策过程有一定程度的影响。

一个矿工赚多少钱
比特币挖矿的奖励每四年减少一半。当2009年首次开采比特币时，开采一个区块将为您赚取50 BTC。2012年，这一数字减半至25 BTC。到2016年，这一数字再次减半至12.5 BTC。2020年5月11日，奖励再次减半至6.25 BTC。2020年11月，比特币的价格约为每个比特币17,900美元，这意味着您完成一个区块将获得111,875美元（6.25 x 17,900）。3 看来，解决上述复杂的哈希问题并不是一个不错的动机。

比特币采矿奖励
如果您想精确地知道何时将发生这些减半，可以咨询Bitcoin Clock，它会实时更新此信息。有趣的是，在整个历史中，比特币的市场价格趋向于与进入市场的新硬币数量的减少密切相关。通货膨胀率的下降加剧了稀缺性，并且历史上价格也随之上涨。

如果您想了解到目前为止已经开采了多少块，那么有几个站点（包括 Blockchain.info）将实时为您提供该信息。

我需要开采比特币吗？
尽管在比特币历史的早期，人们可能已经能够与普通的家用计算机争夺区块，但情况已不再如此。原因是随着时间的推移，开采比特币的难度会发生变化。为了确保区块链的平稳运行及其处理和验证交易的能力，比特币网络的目标是每10分钟左右生产一个区块。但是，如果有100万台采矿设备竞争解决哈希问题，那么它们的解决方案可能比10台采矿设备正在解决同一问题的方案更快。因此，比特币旨在评估和调整每2,016个区块（大约每两周一次）的开采难度。当有更多的计算能力共同为比特币挖矿时，采矿难度增加，以使块矿产量保持稳定。较少的计算能力意味着难度降低。为了了解其中涉及多少计算能力，当比特币于2009年推出时，最初的难度等级是1。截至2019年11月，它已超过13万亿美元。

所有这一切都意味着，为了有竞争力地进行采矿，矿工们现在必须投资于功能强大的计算机设备，例如GPU（图形处理单元），或更实际的是专用集成电路（ASIC）。这些费用从500美元到数万美元不等。一些矿工，特别是以太坊矿工，购买单独的图形卡（GPU）是将采矿作业拼凑起来的一种低成本方法。下图是一台临时的家用采矿机。图形卡是带有旋转风扇的矩形块。请注意将图形卡固定在金属杆上的三明治式扎带。这可能不是最有效的采矿方式，而且您可以猜到，很多矿工在其中既有乐趣，也有挑战，也有钱。

“像我五岁一样解释”版本
比特币挖矿的来龙去脉可能很难理解。考虑一下这个散列问题如何工作的说明性示例：我告诉三个朋友我正在考虑一个介于1到100之间的数字，然后将该数字写在一张纸上并将其密封在信封中。我的朋友不必猜测确切的数字；他们只要是第一个猜出小于或等于我在想的数字的人。而且，他们获得多少猜测没有限制。

假设我正在考虑数字19。如果朋友A猜到21，则由于21> 19，他们输了。如果朋友B猜出16，而朋友C猜出12，则由于16 <19和12 <19，他们在理论上都得出了可行的答案。即使朋友B的答案更接近目标答案19，也没有“额外的荣誉”。现在想象我提出“猜我在想什么数字”的问题，但我并没有问三个朋友，我没有想到1到100之间的数字。相反，我问的是数以百万计的潜在矿工，而我却想到的是64位十六进制数字。现在，您将很难猜测正确的答案。

如果B和C都同时回答，则ELI5类推失败。

用比特币的术语来说，同时出现的答案经常发生，但是到最后，只能有一个获胜的答案。当同时出现多个等于或小于目标数量的答案时，比特币网络将由一个简单的多数（51％）来决定选择哪个矿工。通常，是矿工完成最多的工作，换句话说，是验证交易最多的工作。然后，失败的块将成为“孤立块”。孤块是未添加到区块链的块。成功解决哈希问题但未验证最多交易的矿工不会获得比特币奖励。

什么是“ 64位十六进制数”？
好吧，这是一个这样的数字的例子：

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee
上面的数字有64位数字。到目前为止足够容易理解。您可能已经注意到，该数字不仅包含数字，还包含字母。这是为什么？

要了解这些字母在数字中间的作用，我们打开“十六进制”一词的包装。

如您所知，我们使用“十进制”系统，即以10为底。这又意味着，多位数数字的每个数字都有10种可能性，从零到9。

另一方面，“十六进制”表示基数为16，因为“十六进制”是从希腊单词中得出的六，而“十进制”是从希腊单词中得出的十。在十六进制系统中，每个数字都有16种可能性。但是我们的数字系统仅提供10种表示数字的方式（零到九）。这就是为什么您必须粘贴字母，尤其是字母a，b，c，d，e和f的原因。

如果您正在开采比特币，则无需计算该64位数字（哈希）的总值。我重复一遍：您不需要计算哈希的总值。

那么，“ 64位十六进制数”与比特币挖掘有什么关系？
还记得ELI5的类比吗，我将数字19写在一张纸上并放在密封的信封中吗？

用比特币挖矿的术语来说，信封中隐喻的未公开数字称为目标哈希。

矿工正在使用这些大型计算机和数十个散热风扇在做什么，他们正在猜测目标哈希值。矿工通过尽可能快地随机生成尽可能多的“随机数”来做出这些猜测。随机数是“仅使用一次的数字”的缩写，而随机数是生成我一直在谈论的这些64位十六进制数字的关键。在比特币挖掘中，随机数的大小为32位，比散列（256位）小得多。第一个矿工的随机数产生的哈希值小于或等于目标哈希值的，将获得完成该区块的奖励，并获得6.25 BTC的战利品。

从理论上讲，您可以通过滚动16面骰子64次以达到随机数来实现相同的目标，但是到底为什么要这么做呢？

下面的截图取自Blockchain.info网站，可能有助于您将所有这些信息一目了然。您正在查看在开采＃490163块时发生的所有情况的摘要。生成“获胜”哈希的现时值为731511405。目标哈希显示在顶部。术语“由Antpool中继”是指这个特定的块是由AntPool完成的，AntPool是较成功的采矿池之一（有关下面的采矿池的更多信息）。如您在此处看到的，他们对比特币社区的贡献是他们确认了该区块的1768笔交易。如果您确实要查看此区块的所有1768个交易，请转至此页面并向下滚动至标题“交易”。

（来源：Blockchain.info）

“那么我怎么猜目标哈希？”
所有目标散列均以零开头-至少八个零，最多63个零。

没有最低目标，但比特币协议设定了最高目标。任何目标都不得大于此数字：

00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

以下是一些随机散列的示例以及它们是否会为矿工带来成功的标准：

（注意：这些是伪造的哈希）

“如何在其他人之前最大程度地猜测目标哈希？”
您必须拥有快速的采矿设备，或更实际的是，加入一个采矿池-一群硬币矿工，它们结合了计算能力并分割了开采的比特币。矿池可与那些强力购买会员彩票并同意分享任何奖金的强力球俱乐部相媲美。不成比例的大量区块是由矿池而不是单个矿工开采的。

换句话说，它实际上只是一个数字游戏。您无法猜测模式或基于先前的目标哈希值进行预测。在撰写本文时，最新区块的难度级别约为17.59万亿美元，这意味着任何给定的随机数产生低于目标值的哈希的机率是17.59万亿分之一。如果您自己进行工作，即使拥有强大的采矿设备，也不是很大的麻烦。

“我如何确定比特币是否对我有利？”
矿工不仅必须考虑与解决哈希问题所需的昂贵设备相关的成本。他们还必须考虑在寻找解决方案时使用大量的电力开采设备来产生大量随机数。总而言之，在撰写本文时，对于大多数个体矿工而言，比特币采矿在很大程度上是无利可图的。该网站 Cryptocompare 提供了一个有用的计算器，可让您插入数字，例如哈希速度和电费，以估算成本和收益。

加密比较哈希计算器
（来源：Cryptocompare）

什么是硬币矿池？
采矿奖励将支付给首先发现难题的解决方案的矿工，参与者将成为发现该难题的解决方案的概率等于网络上总采矿能力的一部分。拥有较小采矿权的参与者自己发现下一个区块的机会很小。例如，一张可以花几千美元购买的采矿卡将不足网络挖掘能力的0.001％。由于发现下一个区块的机会很小，该矿工找到一个区块可能需要很长时间，而且上升的困难使事情变得更糟。矿工可能永远不会收回投资。这个问题的答案是采矿池。矿池由第三方运营并协调矿工群体。通过在矿池中共同努力并在所有参与者之间共享收益，矿工可以从激活矿工的那一天开始就获得稳定的比特币流量。可以在Blockchain.info上看到一些采矿池的统计信息。

“我已经完成了数学运算。忘记了挖掘。有没有那么繁琐的方式可以从加密货币中获利？”
如上所述，获取比特币的最简单方法是在众多交易所之一中简单地购买它。或者，您始终可以利用“ pickaxe策略”。这是基于旧的见解，即在1849年加利福尼亚淘金热期间，明智的投资不是淘金，而是制造用于采矿的镐。或者，用现代的话来说，投资于制造那些镐的公司。在加密货币环境中，镐等价物将是一家制造用于比特币采矿的设备的公司。例如，您可以考虑研究制造ASIC设备或GPU的公司。

比特币采矿合法吗？
比特币采矿的合法性完全取决于您的地理位置。比特币的概念可能会威胁法定货币的主导地位以及政府对金融市场的控制。因此，在某些地方，比特币完全是非法的。

比特币所有权和采矿在更多国家/地区是合法的。非法的地方有阿尔及利亚，埃及，摩洛哥，玻利维亚，厄瓜多尔，尼泊尔和巴基斯坦。4 总体而言，比特币的使用和采矿在全球大部分地区都是合法的。

采矿风险
采矿的风险是财务风险和监管风险。如前所述，比特币挖矿，以及一般而言，挖矿是一种财务风险。人们可能会花所有的力气购买价值数百或数千美元的采矿设备，却没有获得任何投资回报。也就是说，可以通过加入矿池来减轻这种风险。如果您正在考虑采矿并居住在禁止的区域，则应重新考虑。在投资于采矿设备之前，研究您所在国家/地区对加密货币的法规和总体情绪也是一个好主意。

欢迎光临龙听期货论坛 (http://www.qhlt.cn/)