比特币并不是从服务器或者数据库中直接发行,而是矿工依靠算力参与工作量证明竞争,成功算出符合网络规则的哈希难题、打包交易生成新区块后,通过区块奖励形式诞生的加密资产,整个产出过程就是大众所说的挖矿。很多新人误以为挖矿只是简单运算生成数字,实际上挖矿是比特币网络去中心化记账的核心机制,铸造新比特币只是维护账本产生的激励,整套流程由比特币底层协议严格约束,总量永久锁定在2100万枚。

完整挖矿流程起始于全网流转的未确认交易,用户发起转账后,交易被广播至P2P网络并存入内存池。矿工运行挖矿程序,优先挑选手续费更高的交易打包,构建候选区块。区块头部包含上一个区块哈希值、时间戳、难度目标、默克尔根以及可变随机数Nonce,矿工需要持续更改Nonce数值,反复执行双重SHA256哈希运算,不断生成全新哈希字符串。哈希算法具备不可逆特性,无法通过公式推算有效结果,只能依靠硬件持续暴力试算,谁率先算出小于网络目标值的哈希结果,谁就赢得本轮区块打包权。

成功算出有效解的矿工,会立刻将新区块向全网广播,网络内所有节点独立校验区块合法性,核查交易不存在双花、签名有效、工作量证明达标。验证通过后,新区块正式接入区块链,获胜矿工获得区块奖励,这就是新比特币的来源。协议设置区块奖励减半规则,每挖出21万个区块奖励额度削减一半,随着奖励持续缩减,未来矿工收入会逐步转向交易手续费。为稳定网络平均10分钟出一块的节奏,系统每产出2016个区块自动调整挖矿难度,全网算力上涨难度随之提升,算力下降难度同步降低,以此平衡竞争门槛。

挖矿硬件也随着难度持续迭代,比特币诞生初期,普通电脑CPU就能够参与挖矿,随后并行计算能力更强的显卡GPU成为主流。随着全网算力爆发式增长,通用硬件逐渐被淘汰,专为SHA256算法定制的ASIC矿机成为当下唯一可行的挖矿设备。单一矿工独立挖到区块概率极低,如今绝大多数参与者选择加入矿池,大量矿工算力合并共同参与竞争,一旦矿池挖出区块,再按照每个人贡献的算力比例分配收益,大幅降低收入波动风险。
需要理清一个关键认知,挖矿无法无限产出比特币,2100万枚总量上限由代码固定,预估本世纪中叶所有比特币将全部开采完毕。同时挖矿存在硬性成本,包括设备采购、持续电力消耗、场地散热支出,市场行情、电价波动都会直接影响挖矿盈亏,不存在稳赚不赔的挖矿模式。
