比特币挖矿是什么？

透过解一些只能不断try and error 的复杂数学问题，让第一个找到正确答案的「记帐员」来主导帐本的更新，这个动作也被称为「打包区块」，并得到一些比特币「区块奖励」作为报酬。

记帐员需要不断付出自己的电力和计算资源，但能不能得到区块奖励要看机运，这个概念很像是在挖矿（mining），挖矿人就是矿工（miner）。.

每10 分钟左右就会有一个新的区块生成出来（帐本每10 分钟更新一次），得到区块奖励的挖矿人也会随机换人当。.

没有得到区块奖励的挖矿人也不是做白工，因为我们平时用比特币区块链转帐，产生的交易手续费会支付给这些担当「记帐员」的矿工。

随着时间推进，比特币挖矿的区块奖励会慢慢减少，每四年会减半（Halving）一次，最终到了2140 年，市场上比特币被开采出来的总发行量会达到上限2100 万枚，此时挖矿人就不会再得到区块奖励，不过这些矿工还是可以赚取「交易手续费」报酬。

比特币挖矿如何运作？相关专有名词介绍

用一个简化的例子来说明。

想像你叫朋友猜一个1 到100 之间的数字，他们不需要确切猜中数字，只要有第一个人猜到「小于或等于」你心中想的数字19 就行。

你挑的那个数字19，就像是比特币网路为一个区块设定的「目标哈希」（Target Hash），而朋友们随便猜的数字，就跟矿工们猜「哈希」（Hash）一样。以下进一步阐释比特币挖矿过程中，相关专有名词介绍。

哈希（Hash）

哈希是一种数学运算，将任意长度的数据转换成固定长度的数字串；哈希就像每笔比特币交易的指纹，是一串只属于那笔交易的数字和字母组合。

目标哈希（Target Hash）

挖矿的目的是不断try and error 以找到一个特定的哈希值，这个值要小于或等于「目标哈希」。目标哈希设定了挖矿的难度，而且会定期调整，以保持区块生成速度的稳定。

工作量证明（Proof-of-Work）

当矿工找到一个符合要求的哈希值时，这被视为一份工作量证明，证明了矿工投入了大量计算工作来解决哈希问题。矿工就成功挖到了一个新的区块（打包区块），并获得比特币的奖励（区块奖励）。

确认（Confirmation）

新区块在被添加到区块链（公开帐本）以前，需要经过一定的确认。其他矿工将验证这个区块的哈希值是否符合要求，确保其中的交易都是有效的；一般来说，比特币系统要求经过6 个确认才能认定一个区块有效，以确保区块链的安全性和可靠性。

奖励（Rewards）

挖到区块（打包区块）的矿工将获得一定数量的比特币作为奖励（区块奖励）。目前，每个区块的奖励是6.25 枚比特币，预计2024 年4 月迎来史上第四次减半，到时候奖励会下修到3.125 枚比特币。

难度（Difficulty）

为了维持区块产生的速度大约每10 分钟一个，比特币系统根据目前的网路计算能力（取决于所有矿工所贡献的算力）调整目标哈希的难度。如果计算能力增加，挖矿难度也会相应增加，反之亦然。

矿场（Mining Farm）

矿厂是存放比特币挖矿硬体设备的大型主机机房，里面摆满了大量电脑主机（矿机）。

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矿池（Mining Pool）

矿池是媒合矿工们将他们的计算能力集中（连结）起来的平台，以提高解决哈希问题的机会；当矿池成功挖到比特币时，按照贡献的算力比例分配奖励。

不同于矿场，矿池的参与者可以分散在全球各地。

比特币挖矿的成本

比特币挖矿是一个能够确保区块链的安全性和可靠性的过程，矿工们之所心甘情愿地担任「记帐员」是因为可以得到比特币的收益，但背后也有三种成本需要一并纳入考量。

电费

第一，比特币挖矿需要24/7 全天候运行挖矿系统，还有开工条给矿机散热，需要消耗大量电力。根据一些统计，英国剑桥大学估算比特币的年耗电量比阿根廷、荷兰或阿拉伯联合酋长国等国还多，比特币挖矿消耗的能源已经超过了一些国家的用电量。

挖矿设备

第二，比特币挖矿需要庞大的挖矿系统，包括了专用硬体（ASIC 矿机）和软体，用来计算每个区块的哈希值；这不是一笔小数目的投资，而且还需要随着时间经过，升级硬体来保持竞争力。