為什么比特幣要挖礦？而其他加密貨幣卻不用？

作者：東東，來源：每日幣研

比特幣礦工不用戴安全帽，不用深入地底礦坑付出勞力挖比特幣，比特幣是一種運作在區塊鏈上的虛擬加密貨幣，比特幣挖礦也是在區塊鏈網路上，使用能夠提供算力(計算能力) 的設備進行。

比特幣礦工跟傳統礦工完全不一樣，比特幣礦工甚至不用出門，組好礦機放在冷氣房就能自動挖礦，除了維護設備運作和繳電費之外，礦工本人幾乎可以躺平，不需要再付出勞力挖礦。

有多少人在挖礦？分布在哪裏？

所謂比特幣挖礦，就是參與成為比特幣網路節點的運作。

根據 Bitnodes 網站提供的數據，目前比特幣網路中可到達節點的數量超過一萬六千個，分布在將近一百個國家，擁有最多可到達節點的前三大國家是美國、德國、與法國。

若要包含不可到達的節點，全球節點數量超過四萬八千個，分布在139 個國家。

其中臺灣也有人在挖比特幣，臺灣的可到達與不可到達節點數：

比特幣可到達節點與不可到達節點

根據Bitnodes 的說明，可以與其他同等方傳出與接收訊息的，稱為可到達節點；只能傳出而不能接收的，則稱為不可到達節點。不能接收訊息的可能性很多，例如節點位於網路防火牆後方，或是已達到最大可連接上限，又或是正在同步更新資訊也會暫停接收訊息。

相較來說可到達節點提供了更完整的節點功能，是比特幣運作不可或缺的部分，但不可到達的節點也是比特幣網路的一部分，依然有其重要性。

更進一步細分節點還可以再分為幾種不同類型：

• 以儲存資料的程度來區分：全節點負責儲存整個區塊鏈的完整資訊，輕節點只儲存部分資訊。

• 以任務來區分：挖礦節點負責將新的交易打包成新的區塊上鏈，驗證節點負責驗證最新打包的區塊內容是否正確。

為什么比特幣要挖礦？

挖礦簡單說是一種分配比特幣的方式，在達到發行總量上限之前，會不斷產出新的比特幣，這些產出的比特幣要如何分配？透過挖礦的方式來進行分配。

比特幣的兩個特色：

• 是沒有實體的虛擬貨幣

• 以去中心化的方式運作在公开的區塊鏈上

比特幣的機制需要透過挖礦來維持運作，最主要的原因在於比特幣網路是一條去中心化的區塊鏈，比特幣是一個去中心化的加密貨幣；為了在去中心化的情況下維持比特幣網路運作，最初設計的方式就是挖礦。 

比特幣核心特色與價值：去中心化

比特幣是運作在區塊鏈上的加密貨幣，先簡單說明區塊鏈運作：區塊鏈像是雲端共享帳本，特別之處在於將交易綜合打包並加密處理成一個區塊，經過驗證後上鏈，一個區塊接着一個區塊，彼此之間透過加密技術緊密相連，所以稱之為區塊鏈；交易一旦上鏈就無法竄改，區塊中的資料公开透明可供檢視與驗證，這些區塊會分散儲存在衆多節點，透過程式來保持同步。

比特幣是區塊鏈中所謂的公鏈，公开开放給所有人參與的區塊鏈，公鏈特性之一是去中心化，沒有一個明確的擁有者，白話解釋就是如果比特幣是一間公司，這間公司沒有老板發薪水，但比特幣運作需要有節點來打包與驗證區塊，若沒有老板發薪水要如何吸引節點參與比特幣網路運作？

區塊鏈運作示意圖

比特幣挖礦原理 

比特幣在一开始設計時就設定了總共2100 萬顆的總量上限，沒有預挖，從零开始發行，發行方式是透過區塊獎勵。

就像前面說的，沒有薪水要如何吸引節點參與？一开始就是透過區塊獎勵來吸引人們加入，每打包完成一個區塊，會發區塊獎勵給負責打包區塊的節點，區塊獎勵最初是每個區塊50 顆比特幣，接着區塊獎勵每四年會減半，目前是第三次減半後，區塊獎勵已經降到每區塊6.25 顆比特幣，明年(2024) 四月底五月初會迎來第四次減半，區塊獎勵會再降低到3.125 顆比特幣。

比特幣挖礦，就是參與節點運作，爭取區塊獎勵的過程。

比特幣大約每十分鐘出一個新區塊，十分鐘是平均時間，這意味着一天只會出一百多個新區塊，但節點數量遠遠超過這數字，要怎么分配？怎么決定誰可以打包新區塊領區塊獎勵？

比特幣採取的方式是POW (工作量證明)，程式會出一題數學題，題目很難需要算很久，所有想參與挖礦的趕緊計算，由第一個算出正確答案的獲得這次打包區塊的權利。

其他沒有贏得這次權利的就負責驗證，並准備下一題。

比特幣挖礦某種程度上就是在拼數學計算、拼機率，當然這都是用電腦算，所以需要投入更好的設備，准備更高的算力才有機會。

比特幣透過挖礦，提供區塊獎勵來吸引人們參與成為節點，進而維持整體比特幣網路的安全與運作，愈多的節點參與，也能讓提高比特幣去中心化的程度。

比特幣挖礦難度會動態調整

隨着參與挖礦的人變多，投入解題的算力提高，為了維持平均十分鐘出一塊，就必須跟着提高題目難度。那如果挖礦的人變少，投入解題的算力降低，就必須降低題目難度。

比特幣難度曲线，來源 BTC.com

參與比特幣挖礦的人增加，隨着科技進步，投入的設備也愈來愈高級，比特幣的挖礦難度相較過去也是持續飆升。

比特幣挖礦的常見問題

手機或筆電可以挖礦嗎？

曾經有某段時間可以，但在產業日漸競爭之下，目前有非常多的機構戶於市場中進行挖礦，挖礦市場愈來愈走向專業與規模化；根據Coinmetrics 的最新研究，光是比特大陸出產的三種礦機，就已經佔了比特幣全網算力的76%，排名第一的螞蟻礦機S19j Pro 佔了34.3% 算力，第二的S19 又佔了28.1%，多數算力都由專業礦機提供。

多數礦工也會合作組成礦池一起挖礦，根據BTC.com 數據，目前前五大礦池合計已經超過比特幣全網85% 算力。

相較之下，一般的手機或電腦的算力都太低，現在挖礦必須組專業礦機才有機會，用手機用普通電腦都幾乎挖不到礦了。

但如果是超級幸運的天選之人那就不一定，偶爾還是會有超級幸運的奈米礦工，用相對極小的算力挖到礦，就像中了比特幣挖礦樂透。

最新比特幣挖礦新聞：單個礦工僅使用1PH 算力即獲得6.25 BTC 獎勵

比特幣挖礦似乎很不環保？

持續的高頻計算，參與比特幣挖礦的礦機確實非常耗電，而且很熱，為了讓設備降溫保持良好運作，通常也得开很強的冷氣，整體來說比特幣挖礦非常耗電。
耗電是事實，環保與否就不一定，必須看使用的能源來源，根據國外分析，目前比特幣挖礦使用的能源有超過一半來自綠能。

比特幣挖礦能賺錢嗎？

算出題目就能贏得打包區塊的機會並分配到區塊獎勵，簡稱挖到礦，但因為比特幣挖礦實在太競爭，難度極高，組礦機的成本+ 維護礦機運作的費用+ 電費，如果比特幣持續大漲那還好，幣價不好的時候可能還會賠錢。

如果挖礦太好賺，就會有更多人投入，顯示卡價格就會狂飆(礦機會用到大量顯示卡)，組礦機的成本又提高。

綜合起來，除非能拿到相對低廉的顯示卡，或能有相對低廉的電費，不然現階段比特幣挖礦並不算好賺，也愈來愈形成規模化的發展，例如礦場礦池，規模化有助於降低成本。

比特幣挖完了怎么辦？

比特幣總量上限就是2100 萬顆，預計在2140 年會挖完，從此之後就不會再有比特幣區塊獎勵。

但節點的收入並不只有區塊獎勵，比特幣網路上的所有交易都需要節點處理和打包，交易會收取手續費。當區塊獎勵發完，依然有交易手續費可以回饋給節點作為參與的報酬。

只要比特幣的採用夠多，比特幣網路上有充足的交易量，收取的手續費就足以維持足夠多的節點參與。

為什么其他加密貨幣不用挖礦？

跟比特幣一樣採取POW (工作量證明) 的區塊鏈就也可以挖礦，例如比特幣現金BCH、萊特幣LTC，主要因為環保耗能與交易速度的考量，現在有愈來愈多區塊鏈採取POS (權益證明) 的機制，或有些後發的新區塊鏈還有更新的共識機制，因為共識機制不同，其他加密貨幣就不一定是採取挖礦的方式來決定區塊獎勵分配。

二哥以太幣ETH 也曾經是POW 機制，也要挖礦，但在去年完成轉型，已轉變為POS 機制，改成透過質押(Staking) 的方式來分配區塊獎勵，以太幣挖礦已經走入歷史。

質押Staking 也可以理解為某種形式的另類挖礦，依然是試圖贏得區塊獎勵的行為，跟比特幣挖礦不一樣的地方：不再需要投入算力，而是鎖定加密貨幣。

比特幣算力與價格有關嗎？

投入愈多算力，比特幣挖礦難度也會跟着提升，挖到礦的成本就會提高。理論上當比特幣價格愈高，對礦工而言更有利可圖，就更愿意投入資源，买更多礦機开更多礦場，算力持續上升。

當比特幣價格下跌，理論上會有一些礦工开始賠錢，賠錢後應該會將礦機關機，算力降低，挖礦難度調整，重新找到平衡。

但我們看一下兩者走勢對比，算力雖然偶爾會下跌，但整體而言趨勢持續向上，跟價格走勢並沒有太明顯的連動。

前面的思考都只是理論上，實際上有固定與變動成本的問題，雖然把整體投入成本算下去挖礦賠錢，但礦機畢竟都买了，也不一定賣得掉，只要持續挖礦的收益還是高於電費就會持續，或者是开始尋找更便宜的電費來源。有些承受不住決定退場的人把礦機賤賣出場，但對於买到賤價礦機的人來說也許又有利可圖了。

也許再加上一種認為比特幣價格遲早會回溫的心態，當下挖礦不劃算就視為屯幣，只要挖礦的變動成本低於直接市價买幣就是個好投資。

多種因素綜合之下，盡管比特幣的價格上下波動，但算力的波動相對小，持續向上的趨勢更明顯。

小結：比挖礦更簡單的參與方式：直接买比特幣

挖礦在過去還沒那么競爭的年代，是一種用更低的成本大量取得比特幣的方式，但在現在，反而成為一種前置與維護成本都很高昂的作法，想成為比特幣礦工需要的資本條件愈來愈高，小資已經很難參與了。

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