比特币的十万个为什么？为什么比特币需要挖矿？与其他加密货币的区别

比特币采用工作量证明（PoW）共识机制，通过挖矿过程验证交易和生成新区块，确保网络安全和去中心化。其他加密货币则可能采用权益证明或其他机制，无需传统意义上的挖矿。但很多用户好奇为什么比特币需要挖矿，与其他货币有啥区别？通过下文，小编将详细带你们了解比特币挖矿的原理、工作过程、与其他加密货币共识机制的差异以及挖矿在比特币生态中的作用等内容。

有多少人在挖矿?分布在哪里?

所谓比特币挖矿，就是参与成为比特币网路节点的运作。

根据 Bitnodes 网站提供的数据，目前比特币网路中可到达节点的数量超过一万六千个，分布在将近一百个国家，拥有最多可到达节点的前三大国家是美国、德国、与法国。

若要包含不可到达的节点，全球节点数量超过四万八千个，分布在139 个国家。

比特币可到达节点与不可到达节点

根据Bitnodes 的说明，可以与其他同等方传出与接收讯息的，称为可到达节点;只能传出而不能接收的，则称为不可到达节点。不能接收讯息的可能性很多，例如节点位于网路防火墙后方，或是已达到最大可连接上限，又或是正在同步更新资讯也会暂停接收讯息。

相较来说可到达节点提供了更完整的节点功能，是比特币运作不可或缺的部分，但不可到达的节点也是比特币网路的一部分，依然有其重要性。

更进一步细分节点还可以再分为几种不同类型：

• 以储存资料的程度来区分：全节点负责储存整个区块链的完整资讯，轻节点只储存部分资讯。
• 以任务来区分：挖矿节点负责将新的交易打包成新的区块上链，验证节点负责验证最新打包的区块内容是否正确。

为什么比特币要挖矿?

挖矿简单说是一种分配比特币的方式，在达到发行总量上限之前，会不断产出新的比特币，这些产出的比特币要如何分配?透过挖矿的方式来进行分配。

比特币的两个特色：

• 是没有实体的虚拟货币
• 以去中心化的方式运作在公开的区块链上

比特币的机制需要透过挖矿来维持运作，最主要的原因在于比特币网路是一条去中心化的区块链，比特币是一个去中心化的加密货币;为了在去中心化的情况下维持比特币网路运作，最初设计的方式就是挖矿。

比特币核心特色与价值：去中心化

比特币是运作在区块链上的加密货币，先简单说明区块链运作：

区块链像是云端共享帐本，特别之处在于将交易综合打包并加密处理成一个区块，经过验证后上链，一个区块接着一个区块，彼此之间透过加密技术紧密相连，所以称之为区块链;交易一旦上链就无法窜改，区块中的资料公开透明可供检视与验证，这些区块会分散储存在众多节点，透过程式来保持同步。

比特币是区块链中所谓的公链，公开开放给所有人参与的区块链，公链特性之一是去中心化，没有一个明确的拥有者，白话解释就是如果比特币是一间公司，这间公司没有老板发薪水，但比特币运作需要有节点来打包与验证区块，若没有老板发薪水要如何吸引节点参与比特币网路运作?

区块链运作示意图

比特币挖矿原理

比特币在一开始设计时就设定了总共2100 万颗的总量上限，没有预挖，从零开始发行，发行方式是透过区块奖励。

就像前面说的，没有薪水要如何吸引节点参与?一开始就是透过区块奖励来吸引人们加入，每打包完成一个区块，会发区块奖励给负责打包区块的节点，区块奖励最初是每个区块50 颗比特币，接着区块奖励每四年会减半，目前是第三次减半后，区块奖励已经降到每区块6.25 颗比特币，明年(2024) 四月底五月初会迎来第四次减半，区块奖励会再降低到3.125 颗比特币。

比特币挖矿，就是参与节点运作，争取区块奖励的过程。

比特币大约每十分钟出一个新区块，十分钟是平均时间，这意味着一天只会出一百多个新区块，但节点数量远远超过这数字，要怎么分配?怎么决定谁可以打包新区块领区块奖励?

比特币采取的方式是POW (工作量证明)，程式会出一题数学题，题目很难需要算很久，所有想参与挖矿的赶紧计算，由第一个算出正确答案的获得这次打包区块的权利。

其他没有赢得这次权利的就负责验证，并准备下一题。

比特币挖矿某种程度上就是在拼数学计算、拼机率，当然这都是用电脑算，所以需要投入更好的设备，准备更高的算力才有机会。

比特币透过挖矿，提供区块奖励来吸引人们参与成为节点，进而维持整体比特币网路的安全与运作，愈多的节点参与，也能让提高比特币去中心化的程度。

比特币挖矿难度会动态调整

随着参与挖矿的人变多，投入解题的算力提高，为了维持平均十分钟出一块，就必须跟着提高题目难度。那如果挖矿的人变少，投入解题的算力降低，就必须降低题目难度。

比特币难度曲线，来源 BTC.com

参与比特币挖矿的人增加，随着科技进步，投入的设备也愈来愈高级，比特币的挖矿难度相较过去也是持续飙升。

比特币挖矿的常见问题

手机或笔电可以挖矿吗?

曾经有某段时间可以，但在产业日渐竞争之下，目前有非常多的机构户于市场中进行挖矿，挖矿市场愈来愈走向专业与规模化;根据Coinmetrics 的最新研究，光是比特大陆出产的三种矿机，就已经占了比特币全网算力的76%，排名第一的蚂蚁矿机S19j Pro 占了34.3% 算力，第二的S19 又占了28.1%，多数算力都由专业矿机提供。

多数矿工也会合作组成矿池一起挖矿，根据BTC.com 数据，目前前五大矿池合计已经超过比特币全网85% 算力。

相较之下，一般的手机或电脑的算力都太低，现在挖矿必须组专业矿机才有机会，用手机用普通电脑都几乎挖不到矿了。

但如果是超级幸运的天选之人那就不一定，偶尔还是会有超级幸运的奈米矿工，用相对极小的算力挖到矿，就像中了比特币挖矿乐透。

最新比特币挖矿新闻：单个矿工仅使用1PH 算力即获得6.25 BTC 奖励

比特币挖矿似乎很不环保?

持续的高频计算，参与比特币挖矿的矿机确实非常耗电，而且很热，为了让设备降温保持良好运作，通常也得开很强的冷气，整体来说比特币挖矿非常耗电。

耗电是事实，环保与否就不一定，必须看使用的能源来源，根据国外分析，目前比特币挖矿使用的能源有超过一半来自绿能。

比特币挖矿能赚钱吗?

算出题目就能赢得打包区块的机会并分配到区块奖励，简称挖到矿，但因为比特币挖矿实在太竞争，难度极高，组矿机的成本+ 维护矿机运作的费用+ 电费，如果比特币持续大涨那还好，币价不好的时候可能还会赔钱。

如果挖矿太好赚，就会有更多人投入，显示卡价格就会狂飙(矿机会用到大量显示卡)，组矿机的成本又提高。

综合起来，除非能拿到相对低廉的显示卡，或能有相对低廉的电费，不然现阶段比特币挖矿并不算好赚，也愈来愈形成规模化的发展，例如矿场矿池，规模化有助于降低成本。

比特币挖完了怎么办?

比特币总量上限就是2100 万颗，预计在2140 年会挖完，从此之后就不会再有比特币区块奖励。

但节点的收入并不只有区块奖励，比特币网路上的所有交易都需要节点处理和打包，交易会收取手续费。当区块奖励发完，依然有交易手续费可以回馈给节点作为参与的报酬。

只要比特币的采用够多，比特币网路上有充足的交易量，收取的手续费就足以维持足够多的节点参与。

为什么其他加密货币不用挖矿?

跟比特币一样采取POW (工作量证明) 的区块链就也可以挖矿，例如比特币现金BCH、莱特币LTC，主要因为环保耗能与交易速度的考量，现在有愈来愈多区块链采取POS (权益证明) 的机制，或有些后发的新区块链还有更新的共识机制，因为共识机制不同，其他加密货币就不一定是采取挖矿的方式来决定区块奖励分配。

二哥以太币ETH 也曾经是POW 机制，也要挖矿，但在去年完成转型，已转变为POS 机制，改成透过质押(Staking) 的方式来分配区块奖励，以太币挖矿已经走入历史。

质押Staking 也可以理解为某种形式的另类挖矿，依然是试图赢得区块奖励的行为，跟比特币挖矿不一样的地方：不再需要投入算力，而是锁定加密货币。

比特币算力与价格有关吗?

投入愈多算力，比特币挖矿难度也会跟着提升，挖到矿的成本就会提高。理论上当比特币价格愈高，对矿工而言更有利可图，就更愿意投入资源，买更多矿机开更多矿场，算力持续上升。

当比特币价格下跌，理论上会有一些矿工开始赔钱，赔钱后应该会将矿机关机，算力降低，挖矿难度调整，重新找到平衡。

但我们看一下两者走势对比，算力虽然偶尔会下跌，但整体而言趋势持续向上，跟价格走势并没有太明显的连动。

前面的思考都只是理论上，实际上有固定与变动成本的问题，虽然把整体投入成本算下去挖矿赔钱，但矿机毕竟都买了，也不一定卖得掉，只要持续挖矿的收益还是高于电费就会持续，或者是开始寻找更便宜的电费来源。有些承受不住决定退场的人把矿机贱卖出场，但对于买到贱价矿机的人来说也许又有利可图了。

也许再加上一种认为比特币价格迟早会回温的心态，当下挖矿不划算就视为屯币，只要挖矿的变动成本低于直接市价买币就是个好投资。

多种因素综合之下，尽管比特币的价格上下波动，但算力的波动相对小，持续向上的趋势更明显。

小结– 比挖矿更简单的参与方式：直接买比特币

挖矿在过去还没那么竞争的年代，是一种用更低的成本大量取得比特币的方式，但在现在，反而成为一种前置与维护成本都很高昂的作法，想成为比特币矿工需要的资本条件愈来愈高，小资已经很难参与了。

如果只是单纯想要拥有比特币，直接从市场购买更简单更快速，不用先花一笔钱组矿机，不用帮它设计冷气房，不用开着它耗电，直接从市场买币，几分钟内就可以得到比特币。

以上就是关于比特币的十万个为什么？为什么比特币需要挖矿？与其他加密货币的区别等相关内容，想要了解更多比特币知识，关注铅笔网其它文章。