为什么比特币要挖矿？而其他加密货币却不用？

作者：东东，来源：每日币研

比特币矿工不用戴安全帽，不用深入地底矿坑付出劳力挖比特币，比特币是一种运作在区块链上的虚拟加密货币，比特币挖矿也是在区块链网路上，使用能够提供算力(计算能力) 的设备进行。

比特币矿工跟传统矿工完全不一样，比特币矿工甚至不用出门，组好矿机放在冷气房就能自动挖矿，除了维护设备运作和缴电费之外，矿工本人几乎可以躺平，不需要再付出劳力挖矿。

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。

其中台湾也有人在挖比特币，台湾的可到达与不可到达节点数：

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。

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