究竟什么是挖矿？挖矿原理又是什么呢？为什么说比特币挖矿原理与区块链技术密不可分呢？明明挖矿会产生大量电费，为什么却依旧有这么多人趋之若鹜呢？本篇将从头开始介绍入门挖矿的相关概念，再到深度分析挖矿原理以及产生大量电费的原因，最后再为想要加入挖矿行动的读者们整理目前常见的矿机，现在就让我们一起往下看吧 !

什么是比特币挖矿？

一讲到挖矿（mining），最直觉的联想便是比特币挖矿，会造成这样的结果，与比特币带起加密货币风潮有关。由于比特币的总数量为2100万，数量不是无限再生，因此想要挖到比特币，用户需透过电脑完成大量数学公式运算，而最快完成运算的用户可以得到比特币作为奖励。

有些朋友学习挖矿是为了想要靠它赚取被动收入，但挖矿对一般人来说需要的前期投入较大(POW)，近期兴起的挖矿方式(POS)只要持有相应币种即可挖矿(比如BNB收益池、Staking等等)，是一种低门槛的挖矿方法。

目前主流交易所如币安Binance都有Staking (POS)挖矿的入口，投资人可以借由存入相应币种来获得奖励。下文也会对POS、POW挖矿方式进行介绍。

比特币挖矿、矿工、矿场

由于比特币的奖励机制与开采矿物相似，因此将矿工开采矿物的过程比喻成「挖矿」；投入比特币挖矿行动的人则被称为「矿工」；比特币则作为「矿场」，用于奖励最快完成运算的矿工。

说到这里，可能还是有人搞不懂，常与「矿场」一词搞混的「矿池」又是什么呢？

挖矿理论

一般而言，要想透过个人的力量挖到比特币，除非在比特币刚发行时，其数量较多，竞争对手也较少的情况，才可能做到，不然现阶段，尚未被开采的比特币数量愈来愈少，很难只透过个人的电脑运算能力挖到比特币，因此出现了一种联合大量演算能力的平台，用户为网站提供算力，而网站在结合庞大算力后比较容易挖到矿，再借由平分挖到的矿场给提供算力的用户，而其结合大量个人电脑运算能力网站，即为「矿池」。

简单来说，

「挖矿」即矿工开采矿物的过程；

「矿工」即投入挖矿行动的人；

「矿场」即作为奖励用的币种；

「矿机」即专门用来挖矿的设备；

「矿池」即结合大量个人算力的挖矿平台。

常见比特币挖矿方式

单机挖矿（Solo Mining）

不依靠他人，自己独立进行比特币挖矿，其挖到的矿场不需要被平分，但目前独立开采比特币的成本远远高于收益，因此目前较少人采用此方式。

合力挖矿（Pool Mining）

透过结合多人硬件的运算能力，一同开采比特币，即使开采到的比特币，需被平分给提供算力的用户们，其收益却依旧较单机挖矿来的高，因此是目前市面上主流挖矿方式之一。

云挖矿（Cloud Mining）

无论是单机挖矿还是合力挖矿，都需要用户提供硬件的运算能力，然而，许多想要加入挖矿行动的用户，却又不想花那么多心思研究如何用电脑来挖矿，因此云挖矿便是为了满足这样的市场需求而出现了。

云挖矿是指将矿场搭建在云端上，并向一般大众开放租借算力来获取收益，用户若是采用云挖矿的方式，即使不需要具备任何与挖矿相关知识也可享有挖到的矿场（BTC），因此此种挖矿方式门槛低，只需要付租借算力的钱即可参与。

然而，此模式诞生的原因与人们抱持着投机取巧的心态有关，因此云挖矿的诈骗非常多，选择云挖矿网站时要特别小心。

比特币挖矿原理

要想了解挖矿原理，就要先从了解比特币挖矿原理开始，因为比特币除了是最重要的加密货币之外，它还是加密货币的先驱。

比特币挖矿原理是建构在区块链基础之上，再结合工作量证明（Proof-of-Work，PoW）、区块奖励（Block Reward），才构成完整的比特币挖矿原理。

区块链原理：哈希函数、双密钥、数字签名

区块链运作基础是建构在哈希函数（Hash function，又称哈希算法）、双密钥、数字签名，这三者之上，其中哈希函数的特点在于只能加密不能解密，而中本聪便是利用这种函数的特性，产生许多特定的哈希值，并为矿工们设计出一种穷举解题法。

穷举解题法是用土法炼钢的方式，逐一测试找出特定哈希值的解题方法，而这样的解题方式看似愚笨却暗藏玄机。在只能猜测的情况下，要想找出特定哈希值，便只能花费大量电脑运算时间才能测试出正确的数值，而长久下来，电脑运算会花费大量能源，因此电费非常可观。

简单来说，中本聪利用哈希函数只能加密不能解密的特性，创造了许多特定的哈希值，并要求矿工们的电脑们用穷举解题法来算出这些特定哈希值。

工作量证明PoW(Proof of Work)是什么？

工作量证明（Proof-of-Work，PoW）是指使用者需透过电脑来进行大量、复杂的运算，而运算期间所消耗的时间、能源，将作为矿工比特币挖矿的成本，因此挖矿往往需要付出巨额的电费作为代价，然而，要是没有这样的设定，比特币挖矿将没有门槛，比特币就会被随易滥採并失去价值。

换句话说，工作量证明（PoW）便是中本聪用于防止比特币被随意开采而制定出有条件（用户需耗费大量时间、电费）提供用户找出特定哈希函数的游戏规则。

质押证明POS(Proof of Stake)是什么？

相较POW挖矿方式需要大量的电力资源与硬件工具，POS允许矿工们池有相应的数字货币做为网络节点，用户只有持有相应币种便可以获取收益，这种更环保与低门槛的挖矿方式，逐渐受到更多币圈人的欢迎。

区块奖励

区块奖励（Block Reward）又称为爆块奖励，当矿工投入大量时间，并找出特定哈希值时，系统会给予比特币或手续费作为奖励，用于反馈矿工们所投入的成本。

比特币挖矿会得到比特币众所周知，但是手续费奖励又是怎么一回事呢？

当用户使用比特币进行买卖交易时，会被收取交易手续费，而这些手续费就是给矿工们的奖励，因为矿工是负责维持整个区块链运作的关键。顺带一提，手续费奖励将是2140年之后比特币发展的关键，因为预计到了2140年，比特币将被完全开采完毕，届时给予矿工的奖励将仅存手续费。

比特币挖矿赚钱

起初，在比特币刚出现时，会投入挖矿行列的人，大多是从事金融行业，或程序设计类的社会菁英们，他们因为相信比特币将作为加密货币领航者、新时代革命性技术等意义，因而投入挖矿行动。

随后，因为越来越多人加入挖矿行动，导致比特币的数量逐渐减少，价格也开始飙升，甚至还诞生专门为加密货币提供媒合交易的平台，也就是交易所，例如：币安、火币等。持有加密货币的用户，可以到交易所进行买卖比特币或其它虚币交易，借由低买高卖的方式从中赚取差价。

矿机的演变史

接下来，本文将依据挖矿主要处理器的演变顺序，依序介绍不同时期主流挖矿设备的特点：

CPU个人电脑

CPU（Central Processing Unit）中文为中央处理器，2009年比特币刚出现时，创始人中本聪并未专门设计比特币挖矿用的设备，因此当时皆用电脑本身内建的CPU算力来进行比特币挖矿运算，然而，随著越来越多人投入比特币挖矿行列，比特币的开採越来越难，CPU的演算能力逐渐无法满足挖矿所需的算力，大约从2010 年开始，CPU渐渐被挖矿效率更高的GPU取代。

GPU显卡矿机

GPU（Graphics Processing Unit）中文为图型处理器，别名又称显示卡、绘图晶片等，是显卡的处理器。2010年5月拉斯洛·汉耶兹（Laszlo Hanyecz），它是第一位用GPU取代CPU作为挖矿主力，此后，人们发现用GPU来挖矿的速率比CPU快上许多，因此GPU渐渐成为主要挖矿设备。

然而，GPU挖矿能力虽然强，但是它非常耗电之外，噪音也非常大，因此，到了2013年，出现了专门为挖矿打造的处理器，目前共有两种类型，一种为FPGA，另一种则是ASIC，这种专门用来挖矿的设备，被称为「矿机」。

FPGA矿机

FPGA（Field Programmable Gate Array）中文为现场可程序化逻辑闸阵列，它是一种可以重复编成的逻辑晶片。由于FPGA可以重复编成，因此比起ASIC，其长处在于容易修改、应用场合较多。

ASIC矿机

ASIC（Application Specific Integrated Circuit）中文为特殊应用积体电路，它是一种能根据客户需求做到客制化规格的积体电路，也是目前最主流用于挖矿的处理器。在挖矿原理中，哈希函数扮演著关键角色，它是整个比特币运算的基础，而ASIC能根据比特币挖矿的特殊需求，制定一种专门配合哈希函数的积体电路。因此，相较于FPGA，以ASIC为架构的矿机其运算能力较佳，耗电量也较低，目前业界专业矿机也多以ASIC为主。

挖矿原理介绍

你可知道，若是将全球因比特币挖矿所消耗的能源合计起来算，总量排名竟可排进全球前三十名，并且用电量远超荷兰、澳大利亚等大国。为了我们美丽的地球着想，在加入挖矿队伍之前，除了挖矿相关概念要了解之外，选择更环保的挖矿机具或方式也很重要。

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