比特币基础课6——比特币经济生态中最大的产业：矿业

第0章介绍

当用户使用比特币转账时，矿工确认合法性并通过挖矿注册。 挖矿是比特币系统经济生态中最重要的一环。 今天我们就来看看这个行业的具体情况。

第一章 比特币挖矿没有任何行政许可准入门槛

公司内的会计师一般需要取得注册会计师资格后才能负责核心簿记业务。 这是一种行政准入制度，必须得到国家有关部门的许可才能进行。 银行尤其如此。 想开银行，有钱有技术是办不到的。 你需要获得很多国家的批准文件和许可证。 政府严格控制银行业的许可，也就是说，如果你想开一家银行来帮助人们记账，你需要获得政府的行政许可。

但是比特币交易的核算——比特币开采——是开放的，没有任何行政准入门槛。 这意味着如果你想加入挖矿，你不需要任何人的批准。 买一台矿机，建一个矿场就行了。 只有技术门槛和资金门槛。 技术需要时间来学习，需要金钱来赚取。

当然，如果你建的矿山太大，就需要申请土地，申请土地，甚至申请水。 这些都是政府可能的应用。 但是这些申请权限是不受比特币系统约束的09年挖矿比特币容易吗，比特币系统从来不看这个。

第 2 章比特币挖矿的演变

首先，让我们回顾一下上节课提到的比特币挖矿的本质：

挖矿就是只要你遵守规则，成功抢到一次记账权，系统就会奖励你一些比特币。

比赛的规则其实很简单，就是大家抛硬币，谁先抛出的硬币序列符合规则，谁就获胜。 这是矿机计算的核心内容。 矿机计算的本质是抛硬币。

在比特币最早的时候，2009年，你只需要一台可以上网的电脑，下载一个比特币钱包，简单设置后就可以挖矿了。 你可以直接用你的个人电脑模拟“抛硬币”（哈希运算）参与记账权的抢夺。 那时候，挖矿非常容易。 无需与人​​合作，抛币抢记账权，随便挖几千上百个币。 在那个年代，个人电脑节点完全充当提供算力的角色，抢夺记账权、验证交易合法性、打包区块和广播区块等。当时很多人根本不关心比特币，很多人挖矿由于大家的疏忽，比特币直接从硬盘上删除了。 这些硬币也完全消失了。

后来挖矿的人多了。 大约从2011年开始，电脑的运算速度相对来说太低了。 如果用电脑挖矿，一年左右挖不到一个区块。 这时候就需要购买显卡来挖矿了。 在这种情况下，一个人无法挖矿。 需要很多人聚集在一起，连接起来形成一个矿池，一起计算，一起挖矿。 挖完之后，大家分享钱。 矿池就是利用每个人矿机的“抛硬币”（哈希运算）能力，对规则的硬币序列进行补足，最终实现记账权。 在这种情况下，矿机只是提供算力，即矿机只是帮助矿池抛币。 比特币全网验证交易合法性、打包区块、广播区块等活动均由矿池节点完成。 最终只有矿池才能获得系统区块奖励，然后矿池的所有者会按照算力贡献的比例将奖励分配给矿工。 当然，矿池所有者会抽取一定的佣金。 下图是由几张显卡组成的挖矿设备。

后来显卡就没有竞争力了。 从2012年底开始，需要买矿机挖矿。 矿机是直接用集成电路实现的挖矿运算程序，即用一块芯片完成“抛币”的哈希运算。 这种芯片除了哈希计算什么也做不了。 不像我们使用的 Intel CPU，它可以被编程来做各种乱七八糟的事情。 一个采矿设备可能包括几十到数百个这样的专用芯片。 挖矿模式类似于显卡时代。 矿工提供算力，矿池负责交易合法性校验、打包区块、广播区块、分发区块奖励。 大大小小的矿工分布在世界各地，然后大家把自己的矿机算力接入矿池，形成了全球10个比较大的矿池。 下图是由大量矿机组成的恐怖巨型矿山。

但是从开始到现在，挖矿从来不需要对矿工进行审计。 比特币系统不需要看你的家庭构成，也不会要求你提供营业执照。 只要你愿意买矿机，下载软件配置软件，上网，就可以当比特币系统的会计。

第三章 区块奖励依法产生

虽然挖矿设备在不断升级，全网算力也在疯狂增长，但要知道，比特币系统仍然平均每10分钟出一个块。 现在一个区块奖励给挖矿的人12.5BTC。 无论算力如何提升，比特币系统的区块奖励都可以稳定在平均每 10 分钟一个区块。

理论上，由于挖矿的算力增加，全网每秒完成的“抛币”（哈希运算）次数更多，必然会有更多的结果符合比特币系统的规则。 但是，为了稳定出块时间，系统会在每2016个区块之后（平均两周）测量前2016个区块的平均出块时间。 如果太快，系统会更严格地调整规则，使矿工更难抛出一系列符合规则的币。 否则，难度降低。 这将确保整个网络的平均出块时间从长远来看是每个区块 10 分钟。 这就是比特币系统中“难度”的概念。

参与竞争的算力越多，但出块奖励一般比较稳定，因此单个参赛者的奖励越小。 而能够诱导更多人加入矿业大军的力量就是比特币价格的上涨。 当个人电脑可以开采时，比特币几乎一文不值。 当显卡的算力暴涨时，价格也涨到三位数09年挖矿比特币容易吗，用集成电路组成的矿机挖矿时，比特币对应的价格也随之上涨。 到几千。

第四章比特币挖矿现状

目前，比特币的挖矿规模非常恐怖。 全网算力达到1.7E。 这是什么号码？ 每秒运行 1.7*10^18 次操作。 我国超级计算机天河二号连续六年蝉联世界最快计算机，今年才刚刚被美国超越。 它的计算速度是每秒3.39*10^16次运算。 比比特币网络的计算速度差100倍。 所以这是非常可怕的，也从一个侧面证明了比特币是非常有价值的，不然怎么会有人花那么多钱来挖。

从耗电量来看，维持整个比特币网络1.7P的运算速度所需的耗电量可以估算在40万千瓦左右，即1小时需要40万度电。 这很可怕。 三峡水电站总装机容量2250万千瓦。 整个比特币网络现在需要消耗三峡水电站发电量的1.7%左右。 更可怕的是，总算力和总功耗还在上升。

Chapter 5 这么大的计算能力有什么意义

整个比特币网络消耗如此大量的电力，矿机的生产必然耗费巨额财富。 它存在的意义是什么？

挖矿操作是哈希计算，本质上是计算随机数，和抛硬币一样，本身没有意义。

想想黄金，人类耗费了巨大的人力、物力和财力，对自然环境的破坏十分可怕，还产生了大量有毒的氰化物。 但最后，人类挖出了一些地下室，安装了极其安全的锁，布下了防盗网，并将金块堆回了这个地下室。 人类煞费苦心地从泥土中挖出黄金并将其埋回地下。 为什么？ ？ ？ 本质上，世界上没有比这更无意义的了。

但是，在人类对待黄金生产和销售的过程中，自始至终保证了黄金所有权的公平性。 如果直接挖金，必须耗费人力、物力和财力； 如果你直接购买黄金，你必须消耗你从其他市场换取劳动力的财富。 黄金不能凭空产生。 相比之下，纸币可以凭空造出。 印纸币不需要无休止的“无意义”的挖金过程，但纸币是不公平的。 金融机构的高层比底层更容易拿到纸币，政府当然可以“凭空”造出纸币。 这就是为什么即使黄金几乎没有工业价值（与其他金属相比），只有少量的审美价值，它的价格仍然如此之高。

人们挖比特币的过程和获得黄金的过程一样，都是通过制造矿机，消耗电力进行挖矿，最后获得区块奖励的过程。 只有真正的财富才能换取比特币。 这确保了任何想要拥有比特币的人都可以公平地支付他们的真实财富进行交易。 这也是比特币价值的根本锚点。

对于比特币系统本身来说，超高的算力带来了整个系统的安全性。 如果你想改变整个比特币系统的协议，你必须至少拥有全网51%的算力。 全网总算力越高，单个人或组织越难拥有51%的算力，全网被单个人或组织控制的可能性就越小。 如此一来，比特币系统协议的演进将遵循大多数人的意识。

第六章结论

比特币是建立在一系列概念和技术基础上的系统。 不难理解，只要慢慢理解每个概念就OK了。