比特币是怎么挖出来的(师太说区块链｜17 挖矿，比特币如何被挖出》)

2023年06月16日 00:43

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比特币为了选一个可信的记账员，让所有电脑自愿参与算题，看看谁舍得花时间花电费，谁最早算出来，谁就有资格记账并获得奖励。这套逻辑本身是非常巧妙的，不仅保障了比特币网络的分散和安全，吸引了全世界的人们趋之若鹜的加入挖矿大军，也使贝比特币价值有了昂贵电费的支撑，但再看看那张血淋淋的账单，我们还是要认真的思考些什么......

——师太说

文 | 灭绝师太

出品 | 星球日报羊驼区块链贝克链中链传媒链证经济

图 | Kira

第一次听到比特币挖矿，许多人想到的第一画面可能是这样的：

比特币挖矿

大家都以为比特币是类似金矿，举着把锄头就能前往比特币矿山挖出来。

与其说比特币是被“挖”出来的，还不如说是被“算”出来的。你只需要有一台能联网的电脑即可参与。

那如何用电脑挖出比特币呢？

一.比特币，是一个记账系统

传统记账薄

本质上，比特币是一个记账系统。

这个系统由一台台电脑组成，维护着参与比特币交易的账本。跟传统的会计账本一样，都是由一页页账目构成。

咱们公司的账本记录的是公司的每一笔收入和开销。

比特币这个账本也一样：记录着每个用户账户里有多少币，以及这些币的前世今生，在哪里被挖出来的，谁卖给了谁，转了几道手，现在在谁手里......清清楚楚。

只是这些账号都是经过加密的，你只能看到一大长串的数字地址，却不知道这些账号背后究竟是男是女，家住何处，今年贵庚......这叫密码学隐私保护！

比特币的账本，每10分钟存档封档一次——称为每10分钟产生一个区块。

这个区块中记录下这10分钟内全世界的交易记录，把账本封箱贴上封条——称为打上时间戳，从此不可篡改。

各个区块按时间顺序串起来——形成区块链。传统的记账方式是中心化的，即：单位会计或负责人负责记账。某个会计很可能出现有意无意记错账的情况（你懂的，江湖称为“阴阳账本”）。所以，中心化容易导致“作恶”。

很多公司老板都喜欢在财务岗位聘用自己人，为什么？——不信任，要看管好，以防作恶和出错！

比特币采用的是去中心化方式，即：所有电脑都上都有一本账本，每次比特币的转账都会发送给各个电脑，并在各个电脑上的账本上记录下来。

问题来了，到10分钟账本要封账贴封条的时候，以谁的电脑中的区块数据为准呢？

每个区块需要清算时，要以哪个电脑的账本记录为准呢？

这时候，比特币就利用了一套挖矿（算题）机制来确定谁的电脑有记账权。

二.挖出比特币，既能筛选出可信的记账员，又能对记账行为进行激励，让大家踊跃参与记账

当每10分钟有一个账本要封账时（专业术语是：区块打包），系统要求所有的电脑都参与计算一道巨复杂的数学题——专业术语是算SHA265函数题。

哪台电脑最先算出这道函数题，那么它就赢得了记账权。

获得记账权的电脑会将该区块的账本同步给所有电脑——称为全网广播和同步账本。

人家为什么要给你记账？占用电脑来运算、耗电、占存储空间。

不能借驴拉磨白使唤呀——要有奖励，有钱能使鬼推磨！

奖励什么呢？奖励比特币。所以有人常常将比特币比作金矿，记账算题的过程称为“挖矿”，参与记账的电脑被称作“矿机”。

奖励包括两部分：一部分是所记账本中每笔交易支付的手续费，另一部分是系统奖励的比特币，目前后者是大头。

记一次账能奖励多少比特币呢？

比特币的挖矿奖励每4年会减半，

从2009年诞生的比特币系统，已经走过10年，经历了两次减半。

最初四年的挖矿奖励为50个比特币，

第二个四年的挖矿奖励为25个比特币，

目前已经减少为12.5个。

在2020年4月至5月期间将触发第四次减半，降为6.25个。

在比特币系统中，挖矿本质意义上就是：激励给更多的电脑参与记账。矿机只有通过好好记账（不能关机、不能断网）才有可能在每个区块结束时参与竞争获得比特币。

因此比特币是根据生态的贡献行为进行奖励的经济模式。

比特币挖矿

另一个层面而言，比特币作为货币的记账系统，在挖矿过程中也完成了“铸币”的功能。

就像全世界黄金总量是固定的，但最初谁都没有，直到有人从金矿挖掘出来之后，人类社会才有了流通的黄金。

比特币的总量是预先设定好的，2100万个不变，不会增发。也像黄金一样稀有，等待矿工挖出来之后才能流通使用。

矿机参与记账并竞争获得记账权后，拿到比特币奖励，完成了比特币的发行和流通。

矿机的记账和比特币的奖励

三. PoW（工作量证明）共识算法——谁算题速度最快，谁说了算！

区块链圈子里两个永恒的话题：

（1）币价多少钱？

（2）用的什么共识算法？

都说共识算法是区块链的根本，究竟什么是“共识”？

哲学层面上，共识就是建立一个“纳什均衡”的博弈场，让参与的各方为了追求自己的利益最大化，能够快速达成一致，并自发的不作恶。

通俗说，就是办公室里的员工大家要商量着一起去吃饭，但美国佬想吃汉堡，印度人想吃飞饼，中国员工想吃水饺，随后大家一起商量——吃披萨！大家都没意见，还都喜欢吃，于是“开饭”！这就是最朴素的共识。

共识：就是某一套理论让大家都心服口服，都愿意这么干，可以快速达成一致，不需要来回扯皮。

什么是POW工作量证明共识协议？

（1）凭什么你来记账，而不是我？——因为我算那道函数题算的最快。

（2）咱们相互都不认识，为什么你可以被信任？——因为我付出了“工作量”去算题，花了血汗钱买机器、付电费，所以我是可信的。

于是，这一整套逻辑就是工作量证明共识协议——矿机要想获得比特币，不仅仅要记账，还要通过在区块结算时参与竞争解题才能有机会获得比特币奖励。这套逻辑虽然有很多诟病（后面讲），但是要让参与者都信服，觉得公开、公平、公正、法制、透明。

四.挖一枚比特币到底需要多少钱？

比特币的挖矿成本想必是各位看官都异常关心的话题，因为这直接决定了比特币价格的强支撑位。

下面的数字，高能嗜血，胆小者勿入！

大部分人普遍认为比特币的成本是4000~4200美元之间，包含矿机折旧、电费、矿场管理费等综合成本。

目前，比特币价格自去年10月以来跌破4000美元，目前横在3500美元上线波动，早已跌破矿工成本价，为何还有这么多的矿机在工作？

开机一天赔一天，白花花的银子水一样往外流......

佛系持币不难，但持续几个月了每天赔钱还能接着干的，就不是一般人儿啦。

因为，这只是中小矿场的成本！

那轰鸣的矿机声只属于大矿场。

大矿场的挖矿成本在2400~2600美元之间,

关机成本在1500~1800美元之间。所谓关机成本，就是单纯的电费成本，机器是事先投资的，早已属于沉默成本，只有当电费成本都负担不了时，才会到真正的关机时刻。

同样是挖矿，差距怎么辣么大呢？

差别是矿机算力和电费成本。

中小型矿场普遍使用的是蚂蚁S9J矿机或类似水平的矿机。

大矿场普遍升级为算力更强（计算能力更强）的神马矿机。

由于运行高性能计算机设备需要大量电力，电费是挖矿最大的成本。大矿场通过直接与发电厂签署购买协议大大降低了电费，电费成本不到城市居民用电的一半。

算力数据图

（师太吐槽：算力数据看不懂就别看了，放这张图上来只是为了说明我们的计算结果是有理有据的。我也看不懂，我们IT小哥算的。）

你知道比特币挖矿一年要耗多少电吗？

有数据显示

全球比特币挖矿耗电量已经达到了每年30.14 TWh（太瓦时）

即：

301.4

亿

度

电

！！！

什么概念呢？

比特币矿工消耗的电力：

超过了全球159个国家年耗电量的总和，

几乎耗掉大约三峡水电站一年发电量的一半，

若用火力发电，约消耗930万吨煤，并产生约2600万吨二氧化碳，

相当于为1万辆特斯拉汽车充满电绕行地球58圈。

每年比特币挖矿的成本高达18万亿元人民币（按0.6元/度计算），相当于6.5个阿里巴巴的市值。

而这些巨额的耗电量，却只是用来计算无用SHA265函数题，因此比特币挖矿的合理性引起了热议。

浪费能源成为比特币主要被诟病的弊端之一！

假如......（当然没有假如）

假如，用来挖比特币所消耗的电都用在人工智能、云计算和大数据处理等需要算力的地方......

阿尔法狗（AlphaGo）每小时耗电173度，工作一年耗电150万度。比特币耗电量可以满足两万只阿尔法狗的工作；如过阿尔法狗不仅会下棋还能做家政服务呢？这就使两万个家庭得到照顾。

我国自主研发，连续三次夺得世界超级计算机冠军的超级计算机——天河二号，每年耗电2亿度。

这些超级计算机都曾因为巨大的耗电量而被人们吐槽，殊不知这些超级计算机正在服务于我们的生活，他们正在广泛用于生物医药研发、工程设计与仿真分析、天气预报、智慧城市、数字媒体和动漫设计等领域，正在让我们的生活更科技化、便利化。

而特比币，却无端的耗费这么多电去算一个愚蠢的函数，只为找到一个可信的、不作恶的矿工来记账，只为让比特币更嗜血的挖出来，更有价值？

预防作恶的问题、筛选可信矿工的问题、让加密数字资产更有价值的问题，其实都可以用更巧妙和科学的办法来解决，POW工作量证明（耗电算题）绝对不是唯一的出路。

如果说，比特币作为创世区块链的鼻祖，在开山立派的时候并没有想到这种算法会消耗如此多的能源，是可以理解的，但如果所有的区块链项目都纷纷效仿，都把宝贵的算力用来没有价值的函数题算题，那就可叹了。

毕竟，

我们的地球，伤不起......

—END—

比特币是怎么挖出来的(师太说区块链｜17 挖矿，比特币如何被挖出》)

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