谁能简单地解释Bitcoin挖掘？

什么是Bitcoin采矿？

Bitcoin挖掘是验证新的Bitcoin交易的过程，并将其添加到区块链，这是所有Bitcoin活动的公共分类帐。它也充当创建新Bitcoin并释放到循环的机制。矿工使用强大的计算机来解决复杂的数学难题。当矿工成功解决了这些难题之一时，他们有权在区块链上添加新的交易块，并获得新铸造的Bitcoin和交易费用。

该系统被设计为分散的，这意味着没有一个实体可以控制它。取而代之的是，世界各地成千上万的矿工竞争验证交易并确保网络。采矿过程可确保所有参与者在不需要中央权威的情况下就区块链的状态达成共识。

采矿过程如何工作？

挖掘过程围绕着找到一个称为nonce的特定数字，当与块中的数据结合并通过加密哈希功能（SHA-256）运行时，会产生符合某些标准的结果 - 特别是低于该网络设置的目标数量的哈希值。

• 矿工从网络收集未决的Bitcoin交易，并将其分组为候选区块。
• 他们计算块标头的哈希，其中包括上一个块的哈希，交易的默克尔根，时间戳和nonce。
• 由于Nance是一个32位的领域，因此矿工尝试了数十亿甚至数万亿个不同的值，以找到具有足够领先零的哈希的一个。
• 一旦找到有效的哈希，矿工就会将块广播到网络进行验证。
• 其他节点检查解决方案，如果有效，则将块添加到其区块链的副本中。

整个过程被称为工作证明，这就是使Bitcoin抗篡改和欺诈的原因。

什么设备用于采矿？

在Bitcoin的早期，个人可以使用常规台式计算机甚至笔记本电脑开采。如今，由于难题的难度增加，采矿需要专门的硬件。现在使用的主要工具是：

• ASIC矿工（特定于应用程序的集成电路） ：这些是专门用于采矿的机器Bitcoin。它们比通用硬件要高得多，并主导了采矿景观。
• 采矿钻机：一些矿工仍然使用基于GPU的系统，但由于效率较低，这些矿工不再对Bitcoin采矿具有竞争力。
• 采矿池：由于单个矿工解决一个块的几率极低，因此许多矿工加入了游泳池。这些池结合了计算能力并根据贡献工作成比例地分配奖励。

每个ASIC矿工都会消耗大量电力并产生热量，因此矿工经常将其运营定位在廉价电力和凉爽气候的地区，以降低成本。

难度调整的作用是什么？

Bitcoin网络会自动调节每2,016个块（大约每两周）的挖掘难度，以确保每10分钟大约每10分钟添加一个新块，而不管网络上的总计算能力有多少。如果更多的矿工加入并总哈希速率上升，则难以维持10分钟的间隔。相反，如果矿工离开网络，难度会减少。

这种调整至关重要，因为它保持了Bitcoin发行时间表的稳定性和可预测性。没有它，在高参与期间，块可能会太快开采，从而导致Bitcoin供应量的迅速充气。该算法根据挖掘前2,016个块的时间与预期的20,160分钟（每块10分钟）相比，根据挖掘前2,016个块需要多长时间重新计算目标。

矿工如何奖励？

矿工的工作获得两种类型的奖励：

• 块奖励：这是新创建的Bitcoin，给了成功添加一个块的矿工。块奖励始于2009年的50 BTC，在一个被称为“一半”的事件中大约一半。截至2024年，块奖励为3.125 BTC。
• 交易费用：用户将费用附加到交易中，以激励矿工将其包括在下一个区块中。通常优先考虑具有较高费用的交易。随着时间的流逝，随着区块奖励的减少，交易费用预计将成为矿工收入的较大部分。

减半机制可确保Bitcoin的总供应永远不会超过2100万，从而使其成为设计的通缩资产。

Bitcoin采矿是法律和环境可持续的吗？

Bitcoin采矿的合法性取决于国家。在包括美国，加拿大和欧洲大部分地区在内的许多地区，采矿是合法的。但是，由于对能源消耗和财务控制的担忧，像中国这样的一些国家禁止了它。矿工必须在设置运营之前检查当地法规。

关于环境影响，Bitcoin开采消耗大量电力。评论家认为，这有助于碳排放，尤其是在化石燃料供电时。支持者指出，越来越多的采矿使用了可再生能源，例如水力，太阳能和风。一些矿工甚至利用否则会浪费的过量或搁浅的能量。

正在努力提高采矿的可持续性，包括将运营转移到剩余清洁能源的地区并开发更节能的硬件。

常见问题

我可以使用家用计算机挖掘Bitcoin吗？带有标准家用计算机的采矿Bitcoin不再可行。所需的计算能力远远超出了消费者CPU或GPU所提供的计算能力。现代采矿是由ASIC矿工主导的，ASIC矿工昂贵且消耗大量电力。尝试使用常规PC进行挖掘会导致可忽略的奖励和高电力成本。

当全部2100万Bitcoin被开采时会发生什么？一旦达到2100万Bitcoin的最大供应量（在2140年左右估计）将不再获得块奖励。那时，他们的收入将完全来自交易费用。 Bitcoin协议的设计是为了使用户继续支付费用以确认其交易，以确保矿工仍在激励网络。

采矿池如何分发奖励？采矿池使用各种奖励系统，例如按分享付费（PPS） ，比例和PPLN（每股付款） 。在PPS中，他们提交的每份有效股份会立即支付矿工。在PPLN中，付款基于最近时间窗口中提交的股票数量，阻止矿工经常切换池。

为什么Bitcoin采矿使用这么多电？ Bitcoin挖掘会消耗电力，因为工作证明的共识机制需要连续的计算工作以确保网络的确保。每个猜测（哈希）都消耗了力量，矿工每秒都会做出数万亿个猜测。能源支出是有意的 - 它使攻击网络过于昂贵，并确保无信任的共识。