币圈子揭秘：比特币挖矿是什么意思？

币圈吴彦祖 • 2022年9月15日 pm12:18 • 知识问答 • 阅读 6

如果你听说过比特币，那一定也听说过比特币挖矿。比特币挖矿是获取比特币的最原始方法，一开始大家获取比特币的方式都是依靠挖矿，但很多刚入币圈的小白都会有疑问，比特币挖矿到底是指什么？今天币圈子小编就带大家来一起了解一下。

什么是比特币挖矿？

其实，比特币挖矿是一个形象的说法;人们也经常把比特币说成是“数字黄金”，因为比特币总量和黄金一样有限，而且价格不菲。

黄金是从金矿里挖出来的，比特币是由旷工从数字里面“挖”出来的。这里的所指的“挖矿”和“矿工”，与我们日常生活里的所指有所不同。日常生活里，“挖矿”是指矿工开采如黄金、煤炭等天然矿产的过程，“矿工”自然是指挖矿的工人。而在比特币世界里，“矿”是比特币，所以“挖矿”是指挖比特币，“矿工”是指运用挖矿设备(比特币矿机)参与挖比特币的人。

比特币挖矿原理：

比特币系统由用户(用户通过密钥控制钱包)、交易(交易都会被广播到整个比特币网络)和矿工(通过竞争计算生成在每个节点达成共识的区块链，区块链是一个分布式的公共权威账簿，包含了比特币网络发生的所有的交易)组成。

比特币矿工通过解决具有一定工作量的工作量证明机制问题，来管理比特币网络—确认交易并且防止双重支付。由于散列运算是不可逆的，查找到匹配要求的随机调整数非常困难，需要一个可以预计总次数的不断试错过程。这时，工作量证明机制就发挥作用了。当一个节点找到了匹配要求的解，那么它就可以向全网广播自己的结果。其他节点就可以接收这个新解出来的数据块，并检验其是否匹配规则。如果其他节点通过计算散列值发现确实满足要求(比特币要求的运算目标)，那么该数据块有效，其他的节点就会接受该数据块。

中本聪把通过消耗CPU的电力和时间来产生比特币，比喻成金矿消耗资源将黄金注入经济。比特币的挖矿与节点软件主要是透过点对点网络、数字签名、交互式证明系统来进行发起零知识证明与验证交易。每一个网络节点向网络进行广播交易，这些广播出来的交易在经过矿工(在网络上的计算机)验证后，矿工可使用自己的工作证明结果来表达确认，确认后的交易会被打包到数据块中，数据块会串起来形成连续的数据块链。每一个比特币的节点都会收集所有尚未确认的交易，并将其归集到一个数据块中，矿工节点会附加一个随机调整数，并计算前一个数据块的SHA256散列运算值。挖矿节点不断重复进行尝试，直到它找到的随机调整数使得产生的散列值低于某个特定的目标

比特币挖矿常用的矿机种类：

ASIC矿机

全文导读随着比特币相关新闻席卷全球，越来越多的人对比特币耳熟能详，同时伴随着比特币一起闻名的还有区块链，很多人说我相信区块链但是我不相信比特币，其实区块链就是比特币的底层技术，

ASIC矿机是指使用ASIC芯片作为核心运算零件的矿机。ASIC芯片是一种专门为某种特定用途设计的芯片，必须说明的是它并不只用于挖矿，还有更广泛的应用领域。这种芯片的特点是简单而高效，例如比特币采用SHA256算法，那么比特币ASIC矿机芯片就被设计为仅能计算SHA256.所以就挖矿而言，ASIC矿机芯片的性能超过当前顶级的电脑CPU。因为ASIC矿机在算力上有绝对的优势，所以电脑、显卡矿机开始逐渐被淘汰。

GPU矿机

GPU矿机，简单的解释就是通过显卡(GPU)挖矿的数字货币挖矿机。在比特币之后，陆续出现了一些其他数字资产，比如以太坊、达世币、莱特币等等，其中一些币所用的算法与比特币并不相同，为了达到更高的挖矿效率，矿工们做了不同的测试，最后发现SHA256算法的数字货币使用ASIC挖矿效率最高。而Scrypt 等其他算法的数字货币用GPU显卡挖矿效率最高，于是催生出了专门的GPU矿机。

IPFS矿机

IPFS类似于http，是一种文件传输协议。IPFS要想运行，需要网络中有许许多多的计算机(存储设备)作为节点，广义的说所有参与的计算机，都可以称作IPFS矿机。而IPFS网络为了吸引更多的用户加入成为节点，为网络做贡献，设计了一种名叫filecoin的加密货币，根据贡献存储空间与带宽的多少，派发给参与者(节点)作为奖励。狭义的说，专门以获取filecoin奖励为目的而设计的计算机，称为IPFS矿机。由于IPFS网络需要的是存储空间以及网络带宽，所以为了获得最高的收益比，IPFS矿机通常会强化存储空间、降低整机功耗等方面。比如装备10块以上大容量硬盘，配备千兆或更高速度的网卡，使用超低功耗的架构处理器等等。

FPGA矿机

FPGA矿机，既使用FPGA芯片作为算力核心的矿机。FPGA矿机是早期矿机之一，首次出现在2011年末，在当时一度被看好，但活跃期并不长，后逐渐被ASIC矿机与GPU矿机取代。FPGA(Field-Programmable Gate Array)，中文名叫现场可编程门阵列。比较通俗的理解是，FPGA就是把一大堆逻辑器件(比如与门、非门、或门、选择器)封装在一个盒子里，盒子里的逻辑元件如何连接，全部由使用者(编写程序)来决定。

如果FPGA里面写的是挖矿程序，那么造出来的就是FPGA矿机，而且由于FPGA灵活度高，所以不只是可以支持比特币的SHA256算法，也可以支持GPU矿机擅长的Scrypt算法。FPGA矿机活跃的时期，相比同时代的CPU、GPU矿机，FPGA虽然算力性能不占优，但功耗要低很多，综合功耗比很高。

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