什么是比特币挖矿？比特币矿工？什么是比特币矿工矿池？

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2020 年 3 月 2 日，由比特大陆研发的 CKB 矿机——蚂蚁矿机 K5 正式发布，2700 台单价 9800 元的 K5 在两分钟内售罄。不少朋友被抢购惊呆了，纷纷在公众号后台留言，希望我们在币圈发表一篇关于挖矿的科普。今天我们将详细解释BTC挖矿及其衍生的一些术语。算法

1 个数据库

挖矿编程

在BTC诞生之前，相信大家都能理解挖矿这个词，也就是它的表面意思，即矿工在矿场工作的过程。网络

说到比特币，挖矿更像是一个象形图，或者可以看成是与真实挖矿的类比，即获取比特币的过程。基于中本聪的设计，每个人都可以用电脑运行相应的挖矿程序来获得BTC。 BTC被称为“数字黄金”。人们使用计算机获取BTC的过程可以类比为矿工使用铲子等工具进行挖矿的过程，所以人们习惯称这样的过程为挖矿。框架

我认为这是对BTC挖矿最简单的解释，但是如果你想更详细地了解BTC挖矿的原理，你需要知道以下设置：分布式

1.BTC的底层技术——区块链是一个去中心化的分布式账本数据库。它本身由无数个区块链组成，每个区块都包含多个比特币网络交易被有效确认的信息。 BTC网络中每发生一笔交易，都会向全网广播，交易信息需要打包成一个区块进行确认。 svg

2.BTC 大约每十分钟选择一个用户，将交易信息打包成一个区块，生成一个新的区块。为了激励用户，维护系统的运行，每产生一个区块，都会发行一些 BTC 来奖励执行此记录打包的用户。开始时，每个区块产生50个比特币，每21万个区块（约4年）后，每个区块的比特币产量将减半。目前已经两次减产，今年将迎来第三次减产。届时，每个区块发行的比特币数量将减少到6.25。预计2140年完成BTC的发行。工具

了解了以上两个设置后，我们再来看看BTC挖矿。从以上设置来看，BTC挖矿的本质是交易数据的记录和打包，也就是记账。性能

那么新的问题来了：你们都想要奖励，系统选择什么原则给谁计费？

这又涉及到一个基本概念，也是BTC的共识机制：工作量证明（POW）。什么是战俘？简单来说，POW是一种用来确认你的工作量的确认，也就是你必须完成一定的工作量才能获得被计费的机会，这也是一种比较公平的机制。关于 POW 在 BTC 系统中的具体实现，可以这样理解：中本聪设计了一种自动调整难度的加密方式。只要破译该方法产生的随机值，就可以获得记账权。问题是这种加密方式产生的随机数无法通过固定算法破译。如果要破译，只能通过穷举法（现实中通常不采用顺序穷举法，会采用一定的策略），不断猜测，不断尝试验证，直到得到正确答案。因此，会计权的归属由两个属性决定：算力和运气。计算能力是指计算机运行的速度。速度越快，尝试正确答案的概率就越高。另一个是运气。如果你有幸在算力不够的情况下第一个尝试答案，那么你也可以获得记账权。当然，比起运气这种虚无缥缈的东西，算力显得更加稳定可靠。

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矿机

矿机是用于挖矿的计算机。到目前为止，矿机已经经历了三代的变化。 BTC诞生初期，没有专业的矿机，矿工都用普通家用电脑的CPU（中央处理器）来挖矿，这也是第一代BTC矿机。

第二代BTC矿机是CPU挖矿向GPU挖矿的过渡。随着越来越多的人开始了解BTC，从事CPU挖矿的人也越来越多。挖矿人数和算力的增加减少了原有的挖矿收益。这时，矿工们逐渐将目光转向了显卡中的GPU（图形处理单元）。因为GPU的算力和挖矿的计算有高度的重叠，所以一块显卡GPU的计算效率是传统CPU挖矿的几十倍！ 2010年9月18日，第一款显卡挖矿软件发布，GPU挖矿开始兴起。后来，专业矿工不再满足于使用普通电脑进行挖矿，开始组装矿机。这些矿机大多是由多块高端显卡组装而成，可以看作是增强显卡的电脑。

2012年12月，第一家ASIC矿机厂商——蝴蝶矿机诞生，ASIC专业矿机进入人们的视野，BTC挖矿进入第三代。 ASIC矿机是指以ASIC芯片为算力核心的矿机。这些矿机中的ASIC芯片是专门为计算比特币的SHA256算法而设计的芯片。由于具有很强的针对性，ASIC挖矿的效率是天价，可以达到中高端显卡的数万倍！至此，矿机的芯片架构基本得到肯定，未来的更新主要以ASIC为基础，不断提升算力、温度、能耗等性能问题。目前国内比较知名的矿机厂商有比特大陆（蚂蚁矿机）、迦南云智（阿瓦隆）、比特微（神马矿机）和亿邦科技（Yibit）等，其中比特大陆（阿瓦隆）大陆是世界上最大的矿机生产商。

除了以上三代矿机之外，其实还有一款FPGA矿机，它很少与ASIC矿机同时诞生。核心是FPGA可编程芯片。 FPGA芯片可以理解为通用的硬件基板。用户可以根据自己的需要将相应的程序写入芯片。这种芯片在实际工程应用和科学研究中得到广泛应用。所以有人想到了利用FPGA的泛在性来挖矿，这样的矿机的灵活性会大大提高，可以根据不同币种的挖矿需求编写相应的代码。但灵活性是以牺牲效率为代价的。与专门研究特定挖矿算法的ASIC矿机相比，FPGA矿机的效率差距还是相当大的。在币圈，弹性在巨大的算力优势面前毫无吸引力，FPGA矿机在半年后几乎销声匿迹。

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矿工

矿工，即参与争夺账号权的人。严格来说，今天的矿场和矿池被认为是具有高算力的矿工。但为了方便理解，我们将分别详细解释矿池和矿场。在本节中，我们主要关注我的计算量较低的矿工。

纵观整个挖矿产业链，毫无疑问，矿机制造商在链条的上游，而矿工在下游。矿工受到很多约束，比如产业链上游矿机厂商的约束，BTC算力波动的约束，BTC市场价格的约束，电费成本的约束。矿工的盈利方式单一，只能通过出售开采出来的BTC来盈利。在上述制约下什么是比特币矿机挖矿，整体收入极为有限。随着比特币价格的上涨，越来越多的人参与比特币挖矿。单凭我的算力很难挖到BTC。这时，矿场和矿池应运而生。

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矿场

矿场是以提高算力竞争力、节约用电成本为出发点，对矿机进行集中管理。地方。矿区通常选择在电力相对便宜且稳定的偏远地区。如果选择水电丰富的地区，在高水期电价会更便宜，非常有吸引力。矿场规模不小，一个大型矿场的矿机数量可以达到几千甚至几万台。规模大了之后，就会出现管理和维护的问题。数千台矿机一起运行，不仅噪音大，而且室内温度也很高。如果没有专门的维护和管理，机器的故障率会增加。 ，矿场将承担不起高昂的维护成本，停电、网络中断等突发情况难以察觉，因此专业的矿场会有相应的维护人员和措施，保证矿机稳定运行。

我在上面介绍矿工的时候，说过矿工是整个挖矿产业链的下游。我的矿机算力低，很难得到稳定的输出。矿场虽然规模大，算力高，但本质上仍然是矿工，受到的限制依然存在。同时，规模大意味着整体投资金额和风险也很大。为了解决这个问题，云挖矿应运而生。在众筹的帮助下，从想要参与挖矿的个人矿工那里筹集资金。个人矿工可以选择在矿场内购买矿机或租赁矿机。矿场向云矿工收取一定的租金、电费和维护费，以提供专业的维护工作，保证矿场的顺利运行。与独立经营矿山相比，矿山收益稳定，风险较低。对于云矿工来说，云矿的产出比我的稳定。你只需要支付相对有限的矿机费和少量的维护费，就可以获得稳定的 BTC 输出。这无疑是一个双赢的局面。

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矿池

对于我的矿工目前面临的上述困境，矿场和云挖矿是一种解决方案。但对于那些只想用自己的矿机挖矿的矿工来说，他们通常不参与云挖矿。在这种情况下，加入矿池就成了他们最好的选择之一。

矿池可以理解为去中心化算力的联合体。我的矿工在矿池上注册，留下我的地址等信息什么是比特币矿机挖矿，然后通过互联网将我的矿机连接到矿池参与挖矿。参与矿池的矿工越多，矿池的算力就越大，抢到挖矿BTC的记账权的概率就越大。在矿池系统中，矿池负责信息打包，整合进来的算力竞争记账。获得 BTC 奖励后，矿池将按照一定的分配原则（如算力比例）分配给矿池中的每一个人。矿工分发 BTC 奖励。

矿池的优势在于门槛低且稳定。只要你的电脑能挖矿，通过联网进入矿池就可以挖出相对稳定数量的BTC。目前全球算力最大的矿池包括：BTC.com、F2pool、Poolin、AntPool等。

至此，BTC挖矿的科普知识就讲完了。如果您有任何问题，请在TokenPocket公众号后台留言，让我们知道。此外，您还可以提出一些与BTC相关的科普问题，我们将整理您最感兴趣的问题并进行解答。本期就到这里，我们下期再见。

BTC系列知识普及专题是由TokenPocket发起的具有深度和态度的大型科普专题，旨在科学、系统地普及区块链、数字货币、数字钱包等相关知识。 TokenPocket 是全球领先的数字货币钱包，已为数百万用户提供可信的数字货币资产管理服务。专题文章由钱包社区优秀志愿者TP Xia撰写并投稿。文章版权归作者和TokenPocket所有。转载请注明出处。