比特币挖矿机制分析

比特币挖矿机制

比特币系统是一种去中心化的机制。没有特定的发行人来发行比特币。相反，系统通过激励矿工参与记账，自动生成一定数量的比特币作为奖励。

根据中本聪的设计理念，比特币总量固定为2100万枚（实际为20999999.97690000），并规定每个比特币可以细分到小数点后8位，区块生成是每块 10 分钟。一开始，每个区块的输出是 50 个比特币。每出块 210,000 个区块后，每个区块的比特币产量将减半。

通过计算，我们现在知道生成 210,000 个区块需要四年时间。嗯，从 2009 年到 2018 年，比特币产量已经减半了两次，目前每个区块产生 12.5 个比特币。比特币预计将在 2140 年完全生产。

参与记账并获得比特币（或其他虚拟货币）的人现在被形象地称为矿工。挖比特币就像挖金子，只是把挖矿变成了计算，每10分钟举行一次计算比赛。比赛的方式是让每个节点（计算机）通过穷举的结果来解决一个复杂的数学问题（哈希函数）。

在此期间，谁先解出答案谁就获胜，并有机会获得一个区块和一定数量的比特币。然后将开采的比特币写入获得的块上。最后，系统通知整个区块链的所有节点。获得全网确认后，该区块成为合法的新区块，矿工比特币获得成功。

比特币的算力竞争

矿工要想拿到比特币，就必须比别人更快地计算哈希值，算力成为竞争的武器。截至目前，比特币挖矿算力竞赛在不断迭代的过程中经历了5个阶段：CPU挖矿→GPU挖矿→FPGA挖矿→ASIC挖矿→大规模集群挖矿。

最早的挖矿工具是个人电脑上的 CPU。挖矿过程为：下载挖矿软件；新建一个文本文件，将矿池、矿工ID、矿工密码、线程数等参数写入其中，保存并更改扩展名为bat格式；然后打开挖矿软件开始挖矿。

2010年之前，CPU基本都是挖矿，全网算力在1GH/s以下（每秒10亿次哈希冲突）。

2010 年，美国程序员 Laszlo 启用了 GPU 挖矿。由于显卡可以交火，他将两块或多块显卡连接起来协同工作，提高计算效率。后来，越来越多的人开始使用多显卡。交火后挖矿。

2011年，全球第一台比特币矿机Avalon矿机问世2010比特币挖矿软件，开启专业挖矿时代。

阿瓦隆矿机2010比特币挖矿软件，简单来说就是给电脑主机加多块显卡，消防后协同工作。这种矿机可以大大提高挖矿算力。 2011年下半年，全网算力突破10000GH/s，一年增长10000倍。到2012年，全网算力轻松突破20000GH/s。秒。

截至2013年9月，全网算力达到105万GH/s。

到2019年2月，比特币全网算力达到43EH/S，即430亿GH/s。

如此惊人的算力，让普通人无法正常挖矿。只有大型矿场和顶级专业矿机才能分得一杯羹。

面对如此强大的算力，为什么比特币还没有被挖出来？中本聪预测了计算能力的提高。于是他设计了一个动态难度系数调整系统，即每2016个区块（约两周），调整一次矿工获取比特币的难度。

例如两周平均出块速度为9分钟，难度系数应提高10%，反之，调整后的难度保证每次出块的预期时间为10分钟。因此，无论算力如何增加，出块时间不变，比特币按照既定节奏悠闲地产生。