挖矿如何产生比特币？

一、挖矿原理

一开始，我们可以用计算机 CPU 挖比特币。比特币的创始人中本聪（Satoshi Nakamoto）使用他的计算机 CPU 挖掘了世界上第一个创世块。但是CPU挖矿的时代早已一去不复返了，现在的比特币挖矿是ASIC挖矿和大规模集群挖矿的时代。

回顾挖矿历史，比特币挖矿经历了以下五个时代：

CPU挖矿GPU挖矿FPGA挖矿ASIC挖矿大规模集群挖矿

在更换挖矿芯片的同时，挖矿速度的变化是：

CPU（20MHash/s）GPU（400MHash/s）FPGA（25GHash/s）ASIC（3.5THash/s）大规模集群挖矿（3.5THash/s*X）

挖矿速度，专业称为算力，是计算机每秒产生哈希冲突的能力。也就是说，我们手中的矿机每秒能做多​​少次哈希碰撞，就是算力。计算能力是挖掘比特币的能力。算力越高，挖到的比特币越多，奖励也越高。

在比特币世界中，大约每 10 分钟记录一个数据块。所有的矿机都在尝试打包这个数据块进行提交，最终成功生成这个数据块的人可以获得比特币奖励。最初，大约每 10 分钟可以产生 50 个比特币的比特币奖励。但该奖励每 4 年减半，比特币网络现在每 10 分钟生成 25 个比特币。

矿工要想成功生成一个数据块，需要找到有效的哈希值，并且要得到正确的哈希值，没有捷径，只有猜测比特币怎么产生出来的，猜测的过程就是计算机的随机哈希碰撞。过程，猜对了，你得到了比特币。

二、挖矿方式

挖矿芯片经历了CPU挖矿到GPU挖矿再到FPGA挖矿，现在已经进入了ASIC挖矿时代。不过挖矿的方式也经历了从一两台矿机到小型矿机作坊，现在已经进入大型矿场时代。

(1）挖矿方式：从矿机到大型矿场

如果你开始尝试挖矿，你需要准备一台矿机、一台可以上网的电脑、一个AUC、一个树莓派、一个电源和各种线缆。各种设备的连接顺序是网线->树莓派->MicroUSB线->AUC->4PIN线->矿机和电源。

图1：矿机工作示意图

各种设备的功能如下：

l矿机，这里以迦南云智最新的矿机A6为例。 A6有80颗芯片，单机算力在3.5T/s以上。

l 树莓派（控制器），挖矿只需要简单高效的数值计算，矿机的运行程序写在小巧的树莓派中。每个树莓派可以控制大约 60 台矿工。

l AUC，转换器，每个AUC还可以串联多个矿工。

l 通电，通电。

连接所有这些设备，打开电源，修改树莓派IP网段匹配路由器IP网段，设置矿机，然后连接矿池开始挖矿！

如果需要部署多台矿机，还需要变压器等设备。

图2：60台矿机模型图

当前的挖矿时代，早已是大规模集群挖矿的时代。你经常看到的挖矿场景是这样的——大型集群矿场。

图 3：矿场图（数千台矿机的规模）

如今，携带矿机回家或部署家庭小作坊（数十台矿机）进行挖矿的中小型工人的利润空间非常有限，并且挖矿行业正在逐步向廉价电力迈进资源和专业化 企业和团队集中部署能力。

影响挖矿收益的因素很多，比如矿机的性能和功耗，全网的算力和难度，矿场的部署和运维能力，廉价电力资源的可获得性，以及币价和政策导向等。目前优秀的矿企具备芯片研发能力、大量算力、专业的矿场部署和运营经验等。未来，资源和算力会越来越集中在这些矿山企业。

(2）.矿池

除了以上设备，你还需要一个必备工具——矿池。矿池的作用是聚集大量矿机算力，增加你获得比特币的机会，同时将你未来可以获得的比特币收益提前平均分配到你的账户中。

简单解释如下：现在整个比特币网络每10分钟产生一个区块，这个区块包含25个比特币。假设全球有 1W 人参与挖矿，那么在这 10 分钟内，只有 1 个幸运者拿走了 25 个比特币，其他人一无所获。矿池的原则是大家分组挖矿，按照约定的分配方式进行分配，使矿工的比特币收益趋于稳定，降低矿工的风险。以最常用的PPS分发方式为例。假设你的算力是10T，整个矿池的算力是100T。你的算力占矿池算力的1/10，假设矿池可以产生10个比特币，你每天得到1个比特币。

(3).云计算能力

现实中，矿机的供应往往是供不应求的，同时矿机的交付需要漫长的等待期。矿机安装、调试、维护等过程非常复杂，需要消耗大量能源，矿工还要忍受矿机的噪音和热量。对于矿工来说，最大的成本不是这些，而是​​挖矿消耗的高电量，中小矿工的利润空间越来越小，甚至是负数。

图 4：矿池

云计算服务可以很好的解决中小矿工和普通用户参与挖矿门槛高、赚钱难的痛点。现在比特币挖矿已经进入大规模集群挖矿时代，一些商家在电费低的地区（如云南、四川、内蒙等地）建设大型矿场，机器价格较低，价格低廉。电费，还可以通过机房结构的设计以及当地地理和温度的优势，实现良好的散热和通风，降低机器消耗的能源。

云算力服务平台开放矿场、矿池等基础资源，以算力租赁的形式，通过互联网远程向用户出租算力。云算力租赁服务解放了矿工的时间和精力，省去了矿工买矿机、等待矿机、安装矿机、维护矿机、忍受噪音等一系列操作，允许用户通过网络购买计算能力。采矿的快感，以及轻松获得采矿的好处。

三、挖矿收益和风险

挖矿收益可以通过以下公式计算：

挖矿收益=产生的比特币*币价-矿机成本-电费-维护费和人工成本-矿场折旧费等

如果你只是一个小矿工比特币怎么产生出来的，一般情况下，你只需要扣除矿机和电费的成本。也可以去BTC123或Bitfan等网站，使用挖矿收益计算器计算当前周期和挖矿收益。

如果你购买过云算力平台的产品，这里以算力宝为例：

收入=算力收入-算力成本。

有利润就有风险。挖矿风险如下：

1. 比特币产量减半。 2016年7月，比特币网络将面临比特币减半，即每10分钟，每个区块只包含12.5个比特币，这意味着同等算力挖出的比特币也将相应减少。另一方面，货币的价格也可能上涨。挖矿难度每14天调整一次，但难度的调整不一定是难度增加，也可能是减少。比特币不断被挖的越来越少，所以比特币的整体难度还在增加！

2.比特币价格和计算难度不稳定，导致用户收益不稳定。

3. 停电、机器维修等风险