# 比特币挖矿

> 比特币挖矿是什么？矿工用算力竞争记账权，每约 10 分钟出一个区块，赢得新币和手续费。本文讲清工作量证明原理、难度调整、矿机与矿池，以及普通人还能不能挖矿。

挖矿是比特币网络完成三件事的方式：打包交易、发行新币、保护账本。矿工用专用计算机竞争记账权，每约 10 分钟产生一个新区块，赢得竞争的矿工获得新发行的比特币和该区块内的交易手续费。新币由此进入流通——「挖矿」这个名字，对应黄金从地下被挖出的意象。

## 工作量证明的原理

矿工竞争的内容是一道计算题：找到一个数字（随机数），使得区块头的哈希值小于某个目标值。哈希函数（比特币用的是 SHA-256）是一个单向函数——输入任何数据，输出一个固定长度的「指纹」；输入改动一点，指纹完全改变。

这道题没有解题技巧，只能一个一个数字去试。谁先试出符合条件的结果，谁就获得记账权。解题难度全网统一，运气决定赢家，算力大小决定中签概率。

关键在于：验证答案几乎不需要时间，但找出答案需要海量计算。这意味着任何人都能瞬间验证矿工有没有作弊，而作弊者无法伪造工作量。

## 难度调整：保持 10 分钟

全网算力会持续增减，如果难度固定，出块时间就会忽快忽慢。比特币每 2016 个区块（约两周）自动调整一次难度：出块快了就调难，慢了就调易，始终维持约 10 分钟一个区块的节奏。

这个机制保证了两件事：新币按恒定时间表发行（不因算力增长而加速），账本的时间节奏可预期。

## 挖矿产业

- **设备。** 家用电脑和显卡早已挖不到比特币。现在的矿机是 ASIC（专用集成电路），只做一件事：计算 SHA-256。矿机迭代的核心指标是每单位算力的耗电量，电费占运营成本的大头。

- **矿池。** 单个矿机出块的期望间隔以年计，于是矿工联合成矿池，按贡献算力分配收益，收入变成稳定的现金流。

- **选址。** 挖矿耗电，矿场向电价低且稳定的地区集中。2021 年中国禁止挖矿后，行业大规模迁往北美、北欧、中东等地。

## 挖矿的成本与意义

矿工每年消耗的电力是真实的成本，换取的是账本的安全性：攻击者要改写已确认的历史，必须掌握超过全网一半的算力并持续与全网对抗，设备与电力成本高到不具备经济可行性。工作量证明的设计，就是把「篡改账本」的成本变成天文数字。

关于能耗的常见疑问：比特币的能耗水平取决于矿工收入（安全预算），与交易笔数无关。矿场大量利用弃水弃风弃电和电网难以消纳的电力。这是一个持续争论的话题，争议双方各有依据。

## 普通人还能挖矿吗

个人用普通电脑挖不到比特币——个人算力占全网的比例可以忽略不计。对多数人来说，直接购买比挖矿划算。参与挖矿需要：低电价、专用矿机、运维能力和对回本周期的核算，本质是一项重资产生意。

## 要点

- 挖矿用算力竞争记账权，赢者获得新币和手续费，新币由此发行。

- 工作量证明：找答案极难，验证答案极快，作弊无法伪造。

- 难度每约两周自动调整，维持约 10 分钟出一个区块。

- 矿机 + 电费是行业门槛；2021 年后矿业中心在中国之外。

- 挖矿消耗的电力是账本安全的成本；个人用普通设备无法挖矿。

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原文：https://blog.btchao.com/post/bitcoin-mining