比特币挖矿是啥意思

比特币是一种电子货币也叫数字货币，是一种基于密码学发明的数字货币。

2008年金融危机后11月1日，有一个网络极客化名中本聪，发出一本现在我们称之为比特币白皮书的一种点对点电子支付系统的设想，探讨一种去中心化的点对点电子支付系统。

支付系统也就是，交易，最重要的是什么：记账。谁有多少钱，花了多少，谁得到了；现在在我们习惯的现实生活中，是银行在记账，银行有主权国家的信用背书，我们信赖银行，因此认可这个账本。支付宝也是账本，里面也记录了每个人的交易记录。

那么，在金融危机后货币超发对金融体系悲观预期的背景下，中本聪设想：记账不一定要中心化记账.

比如：有4个小伙伴：ABCD相互转账…………A给B多少，B给D多少，D又给了A多少……blabla。这一系列转账记录称为区块，一个区块的大小为一兆(1M)，可以存4000条左右的交易记录（交易记录大小不同）。这个区块确认后连接到之前的区块上，形成一条链，就是我们熟知的区块链。所谓的比特币系统，其实就是一个巨大的、不断更新的账本。每一页都叫做一个区块，按照时间顺序连起来，就叫做比特币的区块链。

回归去中心化化的记账讨论：为了记账完成且顺利运行将会带来几个问题：为啥要记账，以谁为准，如何防伪，如何避免双重支付等。

为了解释挖矿，我们先关注这个为什么要记账的问题，也就是动力问题。

也就是，我们为什么花自己的电脑电力资源运行一个和我无关的账本。

记账有好处：记账有奖励。首先，记账人（打包人）可以获得手续费，A转账给B的话，实际是要多付出一点的，这多出的部分就是转账的手续费，这部分的手续费，其实远低于银行的。其次，目前打包人获得的主要的奖励是，打包本身的奖励。对此，中本聪设计了一个方案：每10分钟打一个包。最开始，比特币诞生之初，每记一页账本，账本的内容是10分钟内系统产生的几十笔交易，记账的人就能拿到50个比特币，同样他也规定了，再过四年，打包人后来记一页奖励25个。再过4年奖励再减半12.5个。我们目前正处在第二次减半周期的末期，挖一个区块的奖励仍然是12.5BTC，到2020年5月后，每个区块的奖励缩减为6.25枚BTC。之后每过四年，这个还会继续减少。

为什么要这样设计呢？前四年：每10分钟50个比特币，一小时6个十分钟，一天24小时，一年365天，4年：50*6*24*365*4个比特币。第二个四年减半；第四个四年再减半。是个收敛的等比数列。可以求和，也就是比特币的总量，大概是2100万个。（通过这个设计，保证了比特币的总量有限，比特币不会面临超发导致币价贬值的风险。）

那么，有了这个支付系统的手续费和比特币陆续产出的奖励，就会有人抢着去打包了。那么就进入了下一个问题：

转账记录以谁为准？由于网络延迟造成差异，记账的先后顺序不一样，每个人看到的账本可能是不一样的，只能一个人打包，以谁为准？中本聪的办法是：工作量证明法——(Proof Of Work，POW）。每一个参与记账的人，都在做一道很难的数学题，谁先解决这个数学题，谁就先记账，记账完成后获得比特币。这种数学题有个特点——解起来很难，验证很容易。这道数学题有多难呢，难到没有任何一个人可以通过脑子直接把他做出来，我们必须一个个数去尝试，一个个试，试出验证处是对的，就完成记账了，就得到了比特币。就是我们听说的“挖矿”。

再更进一步解释下，挖矿的原理：

先科普一个函数：哈希函数，同时被称为数字摘要或者散列函数，一个字符串可以通过哈希运算变成一段数字。这样的函数就是刚才提到的解起来很难，验证很容易。

著名的一种哈希算法叫做SHA256.是美国国家安全局发明的一种算法。我们把一段字符串输入到SHA256中，比如SHA256（“dixinsuanliniubi”）。输出的结果是一个二进制数字。256位。1000100000110……001。Sha256牛逼在于不管你括号里是什么，输出出来的永远是256位的二进制数字，哪怕括号里是一部电影，也可以通过哈希运算变为256位的二进制数字。括号里改一点点“dixinsuanliniubi.”，加一个点，输出的数字都不一样。

所以，如果我们知道了256位一串二进制数字，要去解出方程，得出解答这原本是一部电影，是非常难的，现实中就是不可能的。

比特币挖矿的过程，就是找到输入值的过程，这个输入值通过SHA 256算法产生了一串开头带有约70个零的输出值。但是，因为没有已知的公式，每个人能做的也只是通过蛮力一个数一个数去试，直到找到正确的输入值。这个过程就是挖矿。“矿工”的任务就是用计算机24小时不停地进行数学题竞答大赛，谁先做出了这道题，谁就获得了这个比特币。这种要一直花费体力同时要看运气的工作，很多人自然而然地把它想象成是开采黄金。

所谓的比特币挖矿机，就是用于赚取比特币的电脑，这类电脑一般有专业的挖矿芯片，计算能力强，耗电量较大，而且散热量也绝非普通家用电脑可比，所以大多不装外壳，裸机运转以便散热。矿机购买后，矿工需要下载软件然后运行特定算法，与远方服务器通讯后（这方面的软件服务和矿池服务已经很成熟了），矿机持续运转可得到相应比特币。

比特币矿业已经是全球范围内的产业了，比特币挖矿2017年耗电量预计为29.05TWh（即万亿瓦(特)时），相当于全球耗电量的0.13%，超过了全球159个国家，包括爱尔兰、尼日利亚等等。

叨逼一句，有人会觉得矿机的出现是在空耗电力资源不产生实际的经济效应。个人觉得POW的工作方式的确有需要改进的地方，但是，维护一套支付体系的正常运转，银行、支付宝等等，花费的人力资源和自然资源不会比比特币挖矿用掉电费少的。