TRON造知识局 | 一文详解比特币挖矿

最近一段时间比特币NFT概念再度爆火，这也让比特币矿工们赚得盆满钵满。据 BitcoinNFTScan 数据，截止到11月10日，比特币网络上累计铭刻了3796万枚 NFT，在链上创造了2403枚 BTC 的 Gas 费消耗，为比特币矿工创造了价值约9000万美元的交易打包收入。本期TRON造知识局，我们一同来了解比特币挖矿。

众所周知，比特币是一个点对点的分布式网络，每个节点都可以独立维护自己的账本。为了保证节点间数据的一致性，大家约定按照工作量证明机制（PoW）进行数据打包权的竞争。

工作量证明机制比较复杂，有人将其比作做数学题或是掷骰子。比如大家约定掷出一个10位长度的数字，要求前面6位是0，后面4位数小于特定值，最先掷出符合要求数字的人将获得打包权。当然，实际上的任务难度要大得多，光是数字长度就有256位。

打包数据相当于记账，即把发生的交易记录下来存档，那么这些交易数据从何而来呢？在比特币网络中，交易是持续不断的。人们在使用钱包客户端进行转账交易时，客户端会自动将数据广播至比特币网络，这些等待打包的未确认交易数据都会被放在一个内存池中，相当于一个缓冲区。

挖矿程序会自动从内存池中获取数据，然后进行挖矿计算，竞争打包权。比特币的挖矿计算公式主要用到的是SHA256哈希算法，它可以通过对一段数据进行计算后输出一个长度为256位的摘要信息。

挖矿的过程就是通过不断进行SHA256计算，使其结果与目标值匹配。由于这种暴力计算过程十分消耗算力，因此整个过程被形象地称为“挖矿”。一旦匹配成功，矿工就可以广播一个新的区块，其他人只需进行验证操作，结果没有问题就可以同步到自己的区块链账本上。

矿工生产了区块之后，会获得两种不同类型的奖励：手续费和出块奖励。用户在比特币网络发起交易时，需要支付给矿工一笔手续费，一般为0.001到0.0015个比特币。由于比特币区块能容纳的交易事务数量有限，矿工会优先打包手续费高的交易。手续费的存在不仅可以提高交易门槛，有效防止区块链中充斥垃圾信息，还可以激励矿工们良性竞争，提高全网算力从而确保比特币网络的安全。

那么出块奖励从何而来呢？其实，出块奖励是作为一条交易事务包含在区块之中的，相当于系统给矿工转账了一笔比特币。比特币网络正是以这种方式来发行新的比特币，就像央行发行新钞一样。

由于比特币的供应量在系统设计之初就已确定为2100万枚。其挖矿奖励严格遵循一套减半机制：从2009年1月创建出第一个区块，每个区块奖励50个比特币，然后每21万个区块（大约4年）产量减半，2012年11月减半为每个区块奖励25个比特币……

比特币下一次减半将发生在2024年4月，届时区块奖励将变为3.125个比特币。基于这一公式，到2140年，所有比特币将全部完成发行，那时候矿工们能收获的就只有交易手续费了。

比特币挖矿就为大家介绍到这里，也许大家还有一个疑惑，比特币创世区块是怎么挖出来的？其实，创世区块是硬编码直接写进去的。中本聪还在创世区块上留下了一句话，“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks（泰晤士报当天的头版标题：财政大臣正站在第二轮救助银行业的边缘。）”​​​​