比特币挖掘入门：理解基础知识
在过去几年里，比特币引起了日益疯狂的热潮。人们想要了解这种加密货币、比特币挖掘以及支持其的机制，以满足他们的极客需求、获利或者试验这一新兴技术。
比特币实现了快速、准确且低廉的全球货币转移。它彻底改变了现代商业和货币的概念。
然而，对于很多人来说，比特币仍然是个谜。人们对它、它的使用方式以及如何获得它感到困惑。其中最大的问题之一就是比特币挖掘。
因此，让我们揭开这个谜团吧！
但首先，让我通过定义一些关键概念来介绍一下情景。
比特币和区块链是什么？
比特币（BTC）是第一种也是最知名的数字货币或者cryptocurrency。它在一个点对点（P2P）网络上直接在用户之间发送和接收，没有中介、中央银行或者管理机构。
这种加密货币在2008年由中本聪（一个未知的个人或者一群人）发明。它的实现于2009年以开源软件的形式发布，那时它找到了它的第一个用途。比特币交易使用密码学由网络节点验证，并记录在一个分布式的公共分类账中，也被称为blockchain。
比特币建立在区块链技术之上。这个不可变且共享的分类账可以在世界各地的众多计算机上以时间顺序存储交易和记录。它是一种特殊类型的数据库，使用分布式分类账技术来确保没有记录可以被篡改，提供更大的交易透明度，并使用最新的SHA-256等密码学技术保护安全。
在比特币网络上的任何人都可以发送或接收比特币，无论他们身在何处。你只需要在网络上创建一个账户，并通过比特币挖掘或在线购买一些比特币。你可以将比特币用于在线购物或者作为一种投资。
比特币与传统货币有何不同？
传统货币和比特币都有价值，但它们是不同的。
发行：传统货币或法定货币是由政府发行和监管的。它可以是有形的，以硬币和纸币的形式存在，你可以随身携带或存放在银行中，也可以是非有形的，以数字支付的形式存在。
与传统货币不同，比特币不是由任何中央机构发行的。它们是非有形或虚拟货币，只能以数字形式存在。
监管：政府机构监管货币的生产、流通，并打击假币使用，除了承担其他相关职责。
因此，人们更加信任印刷货币。例如，美联储（美国的中央银行）支持美元，英格兰银行监管英镑。
另一方面，比特币没有中央机构来监管比特币的发行、流通或管理。成千上万的全球计算机（称为节点）支持这些比特币。节点帮助验证交易并在任何人都可以访问的公共分类账中存储有关之前交易的数据。
供应限制：法定货币的供应是无限的，而比特币只能创建2100万个。
交易费用：由于支付公司要处理法定货币，它们的交易涉及相当高的成本，国际汇款的成本更高。而在比特币中，交易几乎不需要费用，因为没有中介机构。
安全性：法定货币受制于不断变化的政府政策和法规，存在不安全因素。但是比特币使用了密码学、去中心化、共识、工作证明等概念来保障安全性，并且不受任何政策限制。
交易不可逆：你可以取消、撤销或者退款法定货币，但是比特币不行。一旦交易发生，就不能修改。
速度：银行交易需要几天甚至几个小时才能得到验证，并最终反映到收款人的银行账户上。然而，比特币交易基于网络速度是即时的。
你在比特币中看到了很多优点，但是如何获取它呢？
你可以在线购买，通过一些在线交易获得比特币作为奖励，或者进行比特币挖矿。现在让我们了解一下比特币挖矿。
什么是比特币挖矿？
比特币挖矿是指在比特币网络上对比特币交易进行数字验证的过程。挖掘比特币的人（矿工）必须解决以加密方式编码的包含交易的复杂哈希谜题，以验证区块。这需要强大的计算资源和电力来解决这些问题。
一旦它们被解决并且交易被验证，该区块就会在比特币的去中心化账本上进行更新。矿工通过这个过程获得比特币。这个完整的过程被称为比特币挖矿。
此外，比特币挖矿的目标主要有两个方面：
- 通过解决复杂的数学问题生产新的比特币
- 通过验证交易来保持比特币网络的安全和可信任
比特币挖矿是如何工作的？
比特币网络是建立在区块链技术上的，它使用密码哈希和时间戳为每个区块保证整个账本的安全性。
每个区块都包含有关验证交易的信息，在验证后添加到区块链中。之后，由于区块链技术的独特能力，几乎不可能篡改这些交易。
以下是比特币挖矿的工作原理。
#1. 设置
在矿工开始比特币挖矿之前，他们需要特定的工具，并找出高效解决复杂问题的方法。比特币的创建者中本聪设计了这个网络，以便每10分钟可以挖掘一个区块。
因此，矿工们会准备好一切，以匹配这10分钟的节奏，当更多的矿工加入挖矿并拥有更多的计算能力时，这个难度会进一步增加。
#2. 挖矿需求
挖掘比特币需要先进的工具和大量的计算资源。因此，比特币矿工配备了以下工具：
挖矿硬件：多年来，挖矿硬件已经发生了变化。比特币矿工以前使用CPU，然后使用图形处理器（GPU）配合先进的场可编程门阵列（FPGA）或专用集成电路（ASIC）进行有效的挖矿。后者在能源消耗方面最高效。
挖矿池：矿工可以选择是独自挖矿还是参与矿池挖矿。
软件和电子钱包：他们需要挖矿软件，如BeMine、Kryptex Miner、ECOS等，可以实施比特币网络的定义协议。矿工还需要一个电子钱包来收集和存储比特币作为奖励。
#3. 交易
当个人向他人发送比特币时，这是一次交易。这些交易被添加到一个区块中，节点或计算机必须验证该区块，以便将其附加到比特币的区块链上，每个网络中的人都可以看到。
在核心中，有三个元素涉及到当有人在比特币网络中发起交易时-交易输入、输出和金额。
对于每个交易作为输入，挖矿软件会创建一个独特而复杂的加密哈希值。接下来，软件将需要生成一个区块的交易进行分组。分组表示为默克尔树或哈希树，其中每个叶节点都有一个区块的哈希值，非叶节点有其子节点的哈希值。
此外，默克尔树具有块中每个交易的摘要，它实际上是一种数据结构。在其中，使用SHA-256加密对交易的哈希进行配对。
#4. 解决难题
可以识别整个默克尔树的哈希称为根哈希或默克尔根，并存储在区块头中。区块头包含区块数据和属性，如比特币软件版本、上一个区块的哈希值、时间戳、根哈希、目标和密码随机数（密码通信期间仅使用一次的任意数）。
比特币矿工使用这些信息来解决哈希难题以验证交易。为此，他们在分析难度级别后找到指定目标的哈希。目标是存储在区块头中的一个67位数字，根据参与问题解决的矿工总数确定比特币挖掘难度。难度也会根据矿工在前两千零一十六个区块中解决问题所需的时间自动调整。
此外，比特币矿工通过不断将一个密码随机数添加到目标区块头中来计算一个区块的哈希以解决难题，直到他们得到一个小于目标值的值。一旦他们解决了问题，就会生成一个新的区块，通过网络节点进行验证。
要使一个区块得到验证，大多数节点必须验证该区块，并且它应该包含工作证明（PoW）。区块的时间顺序链接和PoW使得区块链免受修改的安全性。接下来，该区块将被添加到比特币网络中。
解决哈希问题的第一个矿工将以比特币的形式获得奖励，因为将会有很多矿工参与。
#5. 比特币流通
比特币挖掘始于2009年的比特币创世区块，产生了50个比特币。自那时以来，已经开采出更多的比特币并投放到流通中。然而，有一个上限，根据其源代码，只能挖掘出2100万个比特币。
事实:到2021年9月，已经开采出约18.82 million bitcoins，这大约是即将存在的总比特币量的89%。
比特币矿工如何获得奖励？
当比特币在2009年发布时，每个区块矿工都会获得50个比特币的奖励。最终，在2012年降至25个比特币，在2016年降至12.5个比特币，2020年降至6.25个比特币。这将区块奖励分成两半的过程称为比特币减半。它在挖掘每210,000个区块后发生，大约需要4年时间。
这意味着解决难题和找到一个区块的矿工奖励减半。比特币减半的好处是降低了比特币的通胀和流通速度。因此，它有助于维持比特币价值的稳定性。最近的一次比特币减半发生在2020年5月，下次预计在2024年。这个过程将持续到所有比特币被挖掘出来，大约在2140年左右。
当所有2100万个比特币都被挖掘出来后会发生什么？
那么，矿工将如何赚取收入呢？他们将仅从交易费中获得收入。找到一个新区块的矿工得到了比特币网络的许可，可以从每个他们添加到区块中的交易中收取交易费。
目前，成功的矿工除了6.25个新比特币作为奖励外，还获得交易费。为了索取这些奖励，一个特殊的交易（称为coinbase交易）被添加到区块中，矿工成为收款人。
为什么要挖掘比特币？
人们挖比特币有各种原因。尽管你可能因为单一原因，比如利润、对技术的热爱或其他原因而被吸引，当你开始深入了解比特币的具体细节时，你可能会发现更多挖比特币的动机。让我们来看看人们挖比特币的主要原因。
对新技术的热情
许多科技背景的人和对技术有热情的人发现比特币很有趣。他们可能寻求创新，想要了解新兴技术和趋势，并热衷于实验。因此，他们可能自然而然地想要学习如何挖比特币，因为它结合了区块链、密码学、分布式账本技术(DLT)、对等网络等最新技术。
拓展工作领域
相关领域的专业人士可以进入比特币世界并挖比特币。例如，许多网格计算与比特币挖矿类似。它们有趣，允许与他人合作解决问题，并且需求量大。
当你挖比特币时，你正在协助解决一个问题，该问题涉及创建一个没有中央机构的支付网络和货币。
隐私
比特币网络为人们提供匿名性。因此，在解决问题并找到区块后，你可以在匿名的情况下获得比特币。它保护你的隐私和身份，因为你的名字不会被显示出来，而是一个数字。然而，一定要小心，不要透露你的地址。
利润
比特币是一种货币，当你挖掘它时，你会得到回报。因此，人们用它来获利。然而，这是具有挑战性的，因为比特币的价格经常波动，而挖矿过程需要巨额投资。
但如果你在这方面取得成功，你可以赚很多钱。在撰写本文时，一个比特币的价格为59,301.40美元。这难道不值得一试吗？
比特币挖矿的问题
尽管比特币在成功挖矿后提供了许多优势、激情和利润，但也存在特定的问题。这就是为什么许多国家（如俄罗斯、中国等）没有将其合法化的原因。然而，许多国家具有容许使用比特币的结构，如澳大利亚、巴西、美国、印度和欧洲国家。
事实: 2021年6月9日，萨尔瓦多成为全球首个将比特币合法化的国家。虽然美元仍然是该国的主要货币，但比特币将用于接受比特币的交易。
让我们来看看关于比特币及其使用的一些问题。
高能耗
比特币挖矿是一种耗能的过程，不仅代价高昂，而且对环境构成威胁。这种方法可能消耗的电力比大城市或瑞士等较小国家还要多。
去中心化
国家管理法定货币，并且与之相关的是声誉和责任。然而，比特币没有管理机构。任何人都可以创建任意数量的账户，加入网络，买卖比特币，几乎是匿名的。这不仅对用户，而且对政府都带来了信任问题。
波动性
货币必须稳定以支持经济，政府会努力维持其稳定性。然而，比特币的波动性很高。没有人能够知道它何时会达到高点，何时会突然崩溃。市场会相应作出反应。
当比特币开始下滑时，商家可能不会接受它作为支付方式。与此同时，许多人不会将其用作法定货币购买商品，而是将其作为投资，希望它会上涨。
犯罪活动
比特币世界存在许多犯罪活动。还有制造虚假众筹投资的事件，人们在其中损失了数百万。而这些活动没有人能够负责。
如何充分利用比特币挖矿？
如上所述，多年来挖掘比特币的奖励系统已经大幅减少。一旦所有比特币被挖完，你将无法通过比特币获得奖励，只能通过交易费获得奖励。此外，挖掘比特币需要投资数千美元的硬件、系统和计算资源。
在此时，弄清如何充分利用比特币挖矿将为您带来巨大的成果。以下是您可以做到这一点的方法。
#1.选择高性能硬件
比特币矿工的数量正在增加。因此，您必须拥有高性能的计算机硬件，可以帮助您进行超快计算并击败竞争对手。它必须具有高哈希率以获得卓越的输出性能。
基于ASIC的硬件是最先进的，可以产生数万亿的哈希/秒。这类先进的硬件价格昂贵，可能在数千美元的范围内。
#2.选择合适的位置
您所在的位置也是进行有效比特币挖矿的重要考虑因素。这是因为电力成本因地区而异，而比特币挖矿消耗大量电力。
因此，选择电力成本较低的合适位置将是一个不错的选择，当然还要有强大的互联网连接。这可能是发达国家在比特币挖矿方面表现出色的一个很好原因。
#3.检查您的电力消耗
由于挖掘比特币消耗大量电力，因此成本也相应变化。因此，在挖掘比特币之前，请检查您的预算是否能够承担这种巨大成本。此外，您还必须计算您的挖矿投资，并确定您的利润是否可以覆盖您的电力费用。
#4.BTC价格
密切关注比特币价格观察和跟踪是至关重要的。这是因为除了交易费用之外，您现在是以比特币获得奖励的。因此，比特币的市场总值越高，您的利润就越多。
#5.矿池或独自挖矿
选择对您最有效的方式也可以帮助您在比特币挖矿中取得成功。当您独自挖矿时，获得奖励的概率较低，而在一个群体中与成千上万的人一起挖矿会降低解决一个区块的挖矿难度。
一旦比特币矿工成功，他们将根据其计算能力的贡献而获得比特币。因此，选择适合您的方式-矿池或独自挖矿。
结论💰
比特币是一个新概念，我们仍处于其使用的早期阶段。它使任何人都可以开始挖矿，以获得巨大的利润，保持网络安全并获得技术专业知识。
在挖掘完2100万比特币之后，真正的谜团将会揭开，希望到那时技术将更加先进，以解决比特币的问题。从其独特的能力来看，比特币很有可能拥有一个充满希望的未来。
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