比特币挖矿

接触比特币后，你一定会听到“矿工”和“挖矿”这两个词。 那么矿工需要做什么呢？ 挖矿呢？

比特币挖矿的过程就是将有效交易打包到区块链中的过程比特币挖矿计算的是什么，这个过程是由矿工完成的。 矿工有以下六项任务：

1. 收听交易广播，验证这些交易的签名是否有效，交易是否被重复支付。

2. 维护区块链网络，监控新区块。 如果另一个矿工发布了一个新的区块，矿工需要验证该区块是否有效，如果有效则加入区块链并更新最新的区块链。

3.组装新块。 编写要包含在新块中的有效交易的 Merkle 树。

4. 找到使新区块有效的随机数。 这一步工作量很大，也是矿工工作中最难的部分。 矿工将一定数量的交易写入Merkle树后，随机选取随机数Nounce，通过哈希函数计算出区块的哈希值。 只有当哈希值满足当前区块生成的难度要求（例如前15位为0或后20位为0）时，该区块才有效并入链中，矿工可以获得相应的奖励。 当遍历所有32位Nounce后不能生成符合要求的哈希值时，可以改变奖励给矿工的币基参数的值，然后计算出区块的哈希值。

5. 希望你的区块被全网接受。 即使你组装了一个有效的新区块，也不能保证它能进入链中。 这需要一点运气。 也许其他矿工与您同时找到了一个有效区块，并且它被大多数矿工接受。 那么你的新块就会被丢弃，形成一个孤儿块。

6.矿工的利润。 矿工的收益分为挖矿奖励和打包交易的手续费。 (1) 挖矿奖励：如果所有其他矿工都接受了你的区块，并且你的区块被添加到最长的链上，那么你将获得奖励。 每个成功生成的区块初始奖励为 50 个比特币，每 210,000 个区块奖励减半（约 4 年）。 当前奖励为 12.5 个比特币。 （2）交易手续费：矿工打包交易，从每笔交易中获取交易手续费。 提供的交易费用越高，矿工可以越早将交易添加到区块链。 2017年12月比特币飙升的时候，交易手续费更高，因为比特币每秒7笔交易的交易速度无法满足当时的大交易量，所以交易手续费也增加了。

比特币挖矿

比特币区块大小为1M，每笔交易约250字节，因此每个区块满载交易数约为4000笔交易。 矿工添加到他们区块中的交易数量可以自由选择。

在比特币区块链中，每挖出2016个区块比特币挖矿计算的是什么，挖矿难度就会变化一次，这个周期大约为两周。

现在最新的挖矿技术可以改变区块的版本号来计算哈希值，但能否更快更高效还在研究阶段。

一开始可以用普通电脑挖矿，后来发展到用专业的ASIC矿机，现在矿工加入大型矿池挖矿。 下图为各大矿池实时算力排行榜。 图片来自Bitcoin Block Explorer - BTC.com

矿池实时算力

让我们谈谈挖矿的好处。 挖矿收益=挖矿奖励-挖矿成本，挖矿奖励=区块奖励+交易手续费，挖矿成本=矿机价格+运营成本（电费、场地租金等）。 由于挖矿成本以法币结算，比特币对法币的汇率决定了挖矿收益。 当挖矿收益 > 0 时，矿工就会有继续挖矿的动力。

挖矿是资源浪费吗？ 现在挖矿需要特殊的硬件设备。 当新矿机更快、更容易挖到新区块时，旧矿机将被淘汰，被淘汰的矿机除了卖废品外不能用于其他目的。 是一种浪费。 还有一种挖矿需要一天24小时不间断的计算，需要大量的电力。 目前的矿池建在电力廉价的寒冷偏远地区。 据统计，目前比特币挖矿消耗的电量占全球用电量的0.5%。

POW（工作证明，工作量证明）和POS（股权证明，股权证明）：

工作量证明是根据算力选择节点，即谁的算力大，谁就能快速计算出符合要求的哈希值，大大增加了该区块被选为新区块的概率。 这种方法确保没有垄断和公平。 使用POW的币种有比特币（BTC）、比特币现金（BCH）、莱特币（LTC）等，由于POW需要消耗大量资源，因此受到了很多人的诟病，所以有人提出了另一种不消耗任何资源，即权益证明（POS）。

权益证明，最简单的权益证明就是根据拥有币的数量来选择节点，即谁拥有更多的币，被选为新区块的概率就更大，这样最富有的参与者总能最容易被挖到. 还有一种权益证明，根据持有币的数量和币龄来选择节点，即谁持有币多，持有时间长，其区块被选为节点的概率就越大。一个新的块。 每次成功获取区块后，币龄都会重置。 股权证明往往比工作证明更集中。