什么是比特币矿工？它的挖矿原理是什么？

什么是比特币矿工？它的挖矿原理是什么？

区块链新闻

2022-05-12 16:58

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随着比特币价格的大幅上涨和下跌，人们对比特币的兴趣也在增长。随着挖矿导致显卡全球大规模断货，不少网友开始关注比特币挖矿和比特币矿机，但比特币矿机的神圣性是什么，它的挖矿原理是什么？比特币挖矿 究竟什么是机器？投资虚拟货币挖矿，首先我们需要一个挖矿工具——矿机。此外，合适的场地也需要有专人看守和维护。挖比特币的矿机其实就是我们生活中的电脑设备。但由于比特币发生的特殊条件，大部分部位都配备了特殊设备。对货币的兴趣也在增加。随着挖矿导致显卡普遍断货，不少网友开始关注比特币挖矿和比特币矿机，但是比特币矿机的神圣性是什么，它的挖掘原理是什么？

比特币矿机究竟是什么？

如果你想投资虚拟货币挖矿，首先我们需要一个挖矿工具——矿机。此外，合适的场地也需要有专人看守和维护。比特币矿机实际上是我们生活中的计算机设备。但由于比特币发生的特殊情况，大部分都配备了专业的挖矿芯片，并采用烧显卡的方式来停止任务，耗电很大，所以需要在比特币所在的环境下矿机所在位置通风散热良好，电力资源充足。当然，合适的电价也是必不可少的。

由于比特币是一种特殊的解决方案，依赖于复杂的算法，矿机中特定芯片的作用就是运行这些算法来进行挖矿操作。

用户使用个人计算机下载软件比特币挖矿机的配置，然后运行特定算法。与远程服务器通信后，可以得到相应的比特币，这是获取比特币的方式之一。

矿机分类

第一代：CPU挖矿

比特币在 2009 年主要是用于挖矿的 CPU。挖矿初期，难度极低。使用处理器来启动任务可能非常复杂。

虽然CPU的功能比较弱，但是子逻辑太复杂了。它不适合复杂且无脑任务的 CPU 挖矿。现在出块的难度越来越大，CPU的算力比较低，根本不可能挖，但是有些币只能用CPU挖。

第二代：GPU 挖掘

2010 年 9 月，GPU 挖矿比特币代码问世，打破了 CPU 挖矿惯例。

目前有很多采用P0W（Proof of Work）新算法的优质数字资产（加密货币）获取方式，都需要应用到电脑的显卡上才能停止挖矿。 GPU显卡挖矿主要是应用显卡中的SP单元停止运行。 SP单元可以说是显卡的中心。 SP单元的数量直接决定了处理能力的大小。

第三代：FPGA挖矿

2011年6月，FPGA比特币矿机亮相。这是第一个专业的挖矿芯片设计。 PFGA也是一种低算力的矿机。 BaikalN算力20K左右，专业AS1C芯片的Manu X3算力220KH/S。目前很多矿机基本都是FPGA矿机，而FPGA目前只适用于小币种矿机很容易被专业的ASIC矿机取代。

第四代：ASIC公芯片挖矿

2013 年 1 月，Avalon 交付了第一台商用比特币 ASIC 矿机。 ASIC 的特性是针对特定需求的。与通用集成电路相比，ASIC具有体积更小、功耗更低、可靠性更高、性能更高、安全性更高、量产成本更低等优点。目前已成为市场主流矿机。

什么是比特币挖矿？

就比特币交易而言，就是将验证交易的任务去中心化，依靠用户互相协助验证，而验证的过程是让计算机在解决一系列复杂的密码学之后，在解决完题目并完成验证，即可将买卖双方的钱包地址、交易金额、时间等相关信息添加到新的“区块”中，

这个过程被称为“挖矿”，因为它类似于淘金，因为它也是一种发行新比特币的临时机制。然而，与黄金开采不同，比特币开采奖励那些确保网络安全运行的服务。初始比特币发行后仍然需要挖矿。

成功完成验证的“矿工”可以获得一定数量的加密货币作为奖励。这就是挖矿行为对子矿工的意义。从整个过程来看，比特币挖矿的意义在于维护比特币的整体性，就像国家央行等银行利用资源快速建立各种系统（电子系统、网络系统），维护合法流通货币。

比特币挖矿的原理是什么？

比特币实际上是由很多复杂算法生成的特殊解，特解是指方程组的一组有限解。俗话说，就相当于人民币的序号。只要你知道序列号，你就有了这个RMB。挖掘的过程就是经过大量的计算，不时地寻求这个方程组的特解。这个方程组被设计成只需要2100万个特殊解，所以比特币的下限是2100万。

目前主流的算法有BTC和LTC。 BTC算法为纯数字运算，仅需一颗定制计算芯片即可完成挖矿操作。

LTC 算法需要一定的内存量。机器在完成任务时，除了定制计算芯片外，还需要配置一定数量的内存设备。

目前全球矿机价格参差不齐，决定了矿机在挖矿中的效率。一台普通的初级矿机可以在 100 个单位的天内挖出 3~4 个比特币。考虑到资金的投入和矿山的维护，几百万的投资通常是小试的结束。考虑到比特币市场经常颠簸波动，比特币在上周日创下新高后一路下跌，投资矿场的人其实需要大力支持。

任何人都可以通过在专用硬件上运行软件成为比特币矿工。挖矿软件通过 P2P 网络监控交易的广播，并执行适当的任务来处理和确认这些交易。完成这些任务的比特币矿工可以获得用户因交易处理减速而收到的交易费用，以及按照固定公式发行的额外比特币。

只有在没有数学工作量证明的区块中包含新的交易请求时，才会确认它们。这个证明很难生成，因为它只能通过每秒尝试数十亿次计算来实现。矿工需要在他们的区块被接受和奖励之前运行这些计算。随着越来越多的人开始挖矿，网络自动增加寻找无效块的难度，以确保平均找到块的时间保持在 10 分钟。因此，挖矿竞争非常激烈，没有一个集体矿工可以控制区块链中包含的内容。

工作量证明也被设计为依赖于先前的区块，从而强制区块链的时间顺序。由于需要重新计算所有后续块的任务证明，这种设计使得撤销过去的交易变得极其困难。当同时发现两个区块时，矿工将处理接受的*9个区块，一旦发现下一个区块比特币挖矿机的配置，就会转移到最长的区块链上。这可确保采矿过程根据处置能力保持全局差异。

比特币矿工既不能通过作弊增加自己的奖励，也不能处理破坏比特币网络的欺诈交易，因为所有比特币节点都会拒绝包含违反比特币协议规则的有效数据的区块。元。因此，即使不是所有的比特币矿工都可以信任，比特币网络仍然是安全的。

如何通过挖矿帮助维护比特币的安全？

Mining 发明了一种类似于彩票的竞争机制。任何人都很难将新的买卖块添加到区块链延续中。这种机制通过防止任何组获得解冻某些交易的能力来确保网络的中立性。这种机制还可以防止任何集体交换区块链的一部分以降低他们自己的成本，否则这些成本可能被用来欺骗其他用户。挖矿机制使得撤销之前的交易变得极其困难，因为它需要在交易之后重写所有区块。

随着加密货币市场价格的不断上涨，越来越多的人参与到这个行业中，矿业公司的规模也在不断扩大。

但是挖矿本身的成本非常大，主要包括能源消耗成本和设备成本。比特币消耗的电力与一个小国一样多。自 2018 年以来，比特币能源消耗指数的下降速度有所放缓，这表明即使在比特币增产的情况下，人们对它的开采热情也有所降低。

成员：李曦