挖 礦 機 是 什麼

Shiba Inu（SHIB，柴犬幣）、Bitgert（BRISE）、Centcex（CENX）、BabyDoge……在2022年，不可避免地會經常聽到關於加密貨幣的消息。為了幫助你了解加密貨幣如何運作，本篇文章整理了關於加密貨幣挖礦的基本資訊，包括其定義、相關技術、合法性以及利弊。

什麼是加密貨幣挖礦（Crypto Mining）？

加密貨幣挖礦經常被認為是新的“淘金熱”，是創造和處理加密貨幣的過程。跟傳統挖礦最大的不同就是，加密貨幣挖礦並不是用手持工具，而需要用電腦處理器來處理複雜的數學問題。

加密貨幣挖礦如何運作?

加密貨幣挖礦是將新幣加入流通的過程。加密貨幣礦工使用強大的電腦硬體來解決複雜的數學問題。最先解決問題的礦工會收到加密貨幣作為獎勵，此獎勵儲存在礦工的加密貨幣錢包裡。雖然加密貨幣挖礦可能帶來豐厚的利潤，但不可避免地會帶來大量能源消耗。

區塊鏈

加密貨幣並沒有中央銀行，而是使用“區塊鏈”來管理。區塊鍊是將資訊分組儲存（稱為區塊）的資料庫。當區塊被填入資訊後就會關閉，並鏈接之前填好的區塊，形成一個區塊鏈。由於其線性設計，礦工只能將資訊加到最新的區塊中，而不能編輯或刪除現有區塊內的資訊。

工作量證明（PoW）機制

比​​特幣和以太坊等加密貨幣使用工作量證明演算法來確認交易及追蹤新幣的產生。礦工會使用其演算法來競爭創建包含資訊的區塊。當礦工將新區塊加入區塊鏈時，就會獲得加密貨幣作為獎勵。

個人挖礦和雲端挖礦

有兩種可能的挖礦方式：在家或透過雲端挖礦。根據你所選的加密貨幣，在家挖礦可能需要特製的硬體。例如，比特幣（Bitcoin）挖礦需要使用高階的圖形處理器（GPU）或 ASIC（特殊應用積體電路）晶片。透過雲端挖礦一般來說比較容易，你可以從雲端服務商租用小型挖礦服務，甚至是整個挖礦網路。

礦池

因為加密貨幣挖礦需要大量算力及電力，運算能力較低的個別礦工不太可能有辦法回收投資成本。因此，就出現了礦池。礦池是一組礦工合作解決複雜的數學問題並分享所得到的收益。

採礦所需能源

加密貨幣挖礦的確需要耗費大量的能源。事實上，根據劍橋大學替代金融中心（CCAF）的資料，最熱門的比特幣挖礦活動目前佔全球電力消耗總額的0.55% – 大約相當於馬來西亞或瑞典這樣規模國家的年度能源消耗。。

加密貨幣挖礦合法嗎？

加密貨幣的法律地位一直都是礦工密切關注的重點。事實是，加密貨幣的合法性因國家而異，全世界都還在熱烈的討論中。雖然有些國家允許使用和交易虛擬貨幣，但也有些國家是完全禁止。在開始加密貨幣挖礦活動前，請先確認你所在地的法律規定。

加密貨幣挖礦病毒威脅

因為加密貨幣挖礦是一項運算密集型的工作，需要用到專用處理器、顯示卡及其他硬體等大量資源，因此犯罪分子會使用客製化惡意軟體來攻擊加密貨幣礦工。

加密貨幣挖礦病毒毒會盜用受感染電腦的資源，嚴重影響其效能並增加硬體耗損。惡意軟體還會以其他方式影響受害者，例如增加其挖礦電腦的功耗。加密貨幣挖礦病毒採用了許多與其他惡意威脅相同的手法，像是帶有惡意軟體的垃圾郵件、下載垃圾軟體及潛在有害應用程式（PUA）。

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加密貨幣挖礦能賺錢嗎？如何開始？

加密貨幣挖礦可以帶來豐厚的利潤，但如果你沒有先做好準備，也可能很快就變成一個錯誤的財務決定。以下是你該考慮的一些因素：

• 挖礦機供電所需的電力成本。
• 具備挖礦能力機器的取得和價格。
• 加密貨幣相關詐騙的盛行，以及竊盜和駭客攻擊的風險。

當你選擇的加密貨幣價值超過開採成本時，你就可以獲利。你在挖礦設備和電力上花費越少，可獲得的收入就越多。如果市場價格保持不變，但需要更多算力來解決複雜的數學問題，那麼挖礦價值就會下降。因為加密貨幣不受監管且去中心化，礦工還需要格外小心竊盜、駭客攻擊和詐騙等惡意威脅。

具体来说，挖矿节点负责从内存池中收集未经确认的交易，并整合成候选区块。随后，矿工尝试将该候选区块转化为有效确认的区块。但他们需要能够解答复杂的数学问题。这需要大量计算资源，但每个成功挖出的区块都会给矿工发放一个区块奖励，包括新创建的加密货币和交易手续费。下面我们来详细了解一下挖矿过程。

第1步-哈希运算交易

要想挖取区块，第1步需从内存池中通过哈希函数逐个操作待处理交易并提交。我们每次通过哈希函数提交一份数据，就会生成一个固定长度的输出，称为哈希。在挖矿过程中，每笔交易的哈希值由一串数字和字母组成，作为标识符使用。交易哈希值代表该交易中包含的所有信息。

除了对每笔交易进行哈希处理和单列外，矿工还添加了自定义交易，可向自己发送区块奖励。这笔交易称为Coinbase交易，能够创建新币。多数情况下，Coinbase交易是第一个记录在新区块中的交易，随后是它们想要验证的待处理交易。

第2步-创建默克尔树

每笔交易经过哈希处理后，这些哈希整合成一种称作默克尔树的结构。默克尔树也称作哈希树，通过将交易哈希整合成对，然后对其进行哈希处理。将新的哈希输出整合成对，再次进行哈希处理，整个过程不断重复，直到创建一个单一哈希。最后一个哈希也称作根哈希（或默克尔根），基本代表以前所有用于生成根哈希的哈希。

第3步-找到有效区块头（区块哈希值）

区块头作为每个独立区块的标识符，代表每个区块拥有专属哈希值。创建新区块时，矿工将前一个区块的哈希与候选区块的根哈希结合，生成新的区块哈希。除这两个元素外，他们还需要添加一个称作nonce的随机数值。

因此，当矿工尝试验证他们的候选区块时，需要将根哈希、以前的区块哈希及随机数值结合，并通过哈希函数提交。其目标是为了创建一个被认为有效的哈希。

根哈希与前一个区块的哈希不能更改，因此矿工需要对随机数值进行多次更改，直到找到有效哈希。

输出（区块哈希值）必须小于协议确定的某个目标值，才能被认为是有效的。在比特币挖矿中，区块哈希值的前几位必须是零。这就是我们所称的挖矿难度。

第4步-传播挖出的区块

如我们所见，矿工需要使用不同的随机数值反复对区块头进行哈希处理。他们不断重复这项工作，直到找到有效区块哈希值。找到的矿工就会将他的区块传播到网络。所有其他节点将检查该区块及其哈希值是否有效，如有效，则将新区块添加到区块链副本中。

在这一点上，候选区块会变成已确认区块，所有矿工转而去挖下一个区块。无法及时找到有效哈希的矿工会丢弃他们的候选区块，然后继续投入挖矿。

挖矿难度调整

挖矿难度由协议定期调整，确保新区块创建的速率保持不变。这就是新币发行稳定且可预测的原因。难度调整与投入网络的算力（哈希率）成比例。

因此，每当有新矿工加入网络，竞争就会加剧，哈希运算难度也会提升，平均区块时间无法减少。相反，如果许多矿工决定离开网络，哈希运算难度就会降低，挖掘新区块的难度也会降低。这种调整能够让区块时间不受网络哈希算力的影响，始终保持不变。

如果同时挖出来两个区块怎么办？

有时两个矿工同时传播一个有效区块，网络最终会出现两个相互竞争的区块。矿工会在先收到的区块基础上开始挖掘下一个区块。这导致网络暂时分为两种不同版本的区块链。

这些区块间的竞争会持续到矿工在任意一个区块基础上挖出新区块为止。最先挖出新区块的那个区块将被视为赢家。被放弃的区块称为孤块或陈腐区块，所有选择这一区块的矿工会转到获胜区块所在的链上继续挖矿。

所有加密货币都可以挖掘吗？

比特币是所有可供挖掘的加密货币中最热门、最完善的，但并不是所有加密货币都可以挖掘。比特币挖矿依据一种称作工作量证明(PoW)的共识算法。

工作量证明(PoW)

工作量证明(PoW)是由中本聪创建的传统区块共识机制。这个概念首次出现在2008年发布的比特币白皮书中。简而言之，工作量证明决定了区块链网络如何在没有第三方中间机构的情况下在所有分布式参与者之间达成共识。它需要大量的算力才能达成共识，并以此来阻止恶意行为。

如我们所见，在工作量证明网络中，交易由矿工验证。为了获得开采下一个区块的权利，矿工使用专门的挖矿硬件解决复杂的加密难题来参与竞争。首位成功找到有效解决方案的矿工可以将他们的交易区块传播到区块链中，赚取区块奖励。

不同区块链中区块奖励的加密货币数量有所不同。例如，截至2021年12月，矿工从比特币区块链中可赚取6.25枚比特币区块奖励。根据减半机制，区块奖励中的比特币数量每21万个区块减少一半（约每4年一次）。

不同的加密货币挖掘方法

挖掘加密货币的方法并不是唯一的。随着新硬件和共识算法不断涌现，设备和流程也在优化。矿工通常使用专门的计算装置来解决复杂的加密方程式。我们以最常见的几种挖矿方法为例。

中央处理器(CPU)挖矿

中央处理器(CPU)挖矿是指使用计算机的CPU来执行工作量证明所需的哈希函数。在比特币早期阶段，挖矿的成本和门槛很低。挖矿难题可以由普通CPU处理，因此任何人都可以尝试挖比特币和其他加密货币。

然而，随着越来越多人开始挖矿，网络的哈希率也在增加，挖矿获利变得越来越困难。此外，随着算力更强的专业挖矿硬件崛起，CPU挖矿几近成为历史。如今CPU挖矿不再可行，因为矿工都使用专门的硬件。

图形处理器(GPU)挖矿

图形处理器专为并行处理一系列应用而设计。它常用于视频游戏或渲染图形，也可用于挖矿。

与流行的专用集成电路(ASIC)挖矿硬件相比，GPU相对便宜，也更为灵活。部分山寨币可以使用GPU挖矿，但效率取决于挖矿难度和算法。

ASIC挖矿

专用集成电路(ASIC)专为单一特定目标设计。在加密货币中，它是指为挖矿开发的专用硬件。ASIC挖矿效率高，但价格昂贵。

挖矿竞争激烈。要想挖矿获利，需要配备具有竞争力的挖矿硬件。ASIC矿机拥有最前沿的挖矿技术，设备成本比CPU或GPU高很多。另外，ASIC技术进步飞快，旧型号已无利可图，这意味着矿机需要经常更换。这使ASIC挖矿成为最昂贵的挖矿方式，而且还没算电力成本。

矿池

由于区块奖励会授予最先成功的矿工，因此找到正确哈希值的概率极小。如果矿工的挖矿能力较弱，很难依靠自己发现下一个区块机会。矿池解决了这一问题。

矿池是由矿工组成的团体，他们将自己的资源（哈希算力）集中起来，提高赢得区块奖励的概率。当矿池成功找到区块时，矿工将按个人对矿池的贡献平分奖励。

矿池可以使个体矿工在硬件和电力成本方面受益，但他们在挖矿方面的主导地位让人们担心网络可能会出现51%攻击。

总结

加密货币挖矿是比特币和其他PoW区块链的重要力量，也是保持网络安全和新币稳定发行的重要因素。挖矿有一定利弊，最大的益处是可以从区块奖励中获得潜在收益。然而，挖矿利润受到电力成本和市价等多重因素影响。挖矿并不保证一定能够获利，在加密货币挖矿之前，应该自己做好调研(DYOR)并评估所有潜在风险。

什么是挖矿机？

加密货币的挖矿是什么意思？

挖矿是在挖什么？

矿池是什么意思？