什么是比特币矿机，为什么挖比特币需要显卡

为什么比特币要用那么多显卡？

最近几个月，包括比特币在内的各种虚拟货币大行其道，尤其是这种比特币，单价甚至超过了万元，价格可以说是坐上了火箭。 结果就是AMD的显卡被矿工抢了，市面上的400系和500系显卡基本被刷光了。 从比特币的本质说起，比特币的本质其实就是一堆复杂算法生成的特殊解。 特解是指方程组可以得到的一组无限（实际上比特币是有限的）解。

并且每一个特解都可以求解方程并且是唯一的。 为什么要用显卡挖矿？ 而不是cpu？ 与CPU的复杂计算相比，显卡使用的GPU进行的计算一般。 因此，可以堆叠成百上千个流处理器，每个流处理器就像一个小CPU。 虽然它运行复杂程序的能力远不及CPU，但也架不住很多流处理器，所以实际性能，尤其是单精度浮点性能比CPU要强很多。

包括比特币在内的挖矿动作可以认为是使用显卡进行连续的通用计算，计算复杂度比较低，重复性很强。 显卡使用的流处理器恰好适合这样的算法。 就像不停地解方程，显卡是2000个中学生，CPU是8个数学博士。 一个数学博士的数学知识虽然远超中学生，但是解虚拟货币等介质方程的速度绝对比不上2000个中学生。

我需要一台电脑来挖掘比特币吗？ 为什么不能用纸笔计算呢？

比特币其实就是一串没用的数字显卡比特币是什么东西，但是大家公认有用。 它像钻石、古董、字画、游戏皮等一样被赋予了价值，不能吃不能用，但我们还是认可它们的价值。 比特币是一种基于区块链技术的虚拟货币，是一个所有人都可以参与数据处理的数据库。 通俗地说，比特币系统就是一本大账本。 它不需要特定的地方来记录某个帐户下的余额。 只要知道所有账户之间的转账记录，就可以计算出某个账户下的余额。 余额多少。

例如：账户A、B、C的初始值分别为50、0、0。 转账记录： A转B：10B转C：5C转A：2B转A：3 此时可以计算出A、B、C的余额为：A：50-10 2 3=45B：0 10-5-3=2C: 0 5-2=3 当A给B转钱的时候，A不仅要记账显卡比特币是什么东西，还要把这张账单广播给区块链上的所有人。 “挖矿”的过程其实就是记账数据的过程。 每隔 10 分钟左右，矿工就需要收集和处理之前没有被大家确认的交易数据。

但是问题来了，矿工那么多，谁来处理数据呢？ 该系统有一个特殊的机制。 所有参与的矿工在打包数据的时候都要加上一个叫做“哈希值”的东西，系统会识别你处理的数据。 挖矿其实就是找到Nonce随机数，通过在区块头生成随机数来调整每次哈希的结果，使得计算出的区块哈希值符合特定的标准。 谁能先完成这个任务，并将自己的工作结果广播给其他矿工确认，全网其他节点检查区块记账的正确性，大部分节点认为没有问题，谁就可以获得记录数据权，以及大量比特币作为奖励。

一开始每次奖励50个比特币，每4年奖励减半：2009-2012年，每次50个比特币； 2013-2016年，每次25个比特币； 2017-2020年，每次奖励12.5btc； 按照这个计划，到2140年左右，奖励变为0，比特币总量约为2100万枚。 事实上，矿工挖矿不仅仅是为了比特币，也是维护整个区块链网络的重要一环：挖矿的人越多，参与数据确认的人就越多，区块数据就越安全。

比特币的区块哈希算法比特币挖矿的算法是对区块头进行两次sha256哈希运算。 如果得到的结果小于区块中指定的难度目标，则挖矿成功。 挖矿节点对交易数据进行筛选后，可以计算出一棵Merkle树，按照时间顺序，二两哈希，逐层确定一个唯一的抽象，即Merkle树的根减少。 在 Merkle 树中，任何节点的变化都会导致 Merkle 树的根发生变化。 该值可用于验证区块中的交易数据是否被更改。

区块头80字节，平均每笔交易至少250字节，每个区块平均包含2000笔交易。 区块哈希值实际上并不包含在区块的数据结构中，只是在区块打包时使用区块头来计算哈希值。 交易数据通过默克尔树固定，不需要包含。 所以区块链通过区块头链接在一起。 随机数是可以变化的，需要从0到2的32次方尝试。 直到最后一个编号低于难度目标值的哈希结果。

比如输入猜测值后，hash值的前40位全为0，要求前35个0必须满足要求。 挖矿时，随机数是未知的。 要尝试从0到2的32次方，有4294967296种可能。 以目前矿机的算力，不需要一秒就可以完成所有的计算，所以需要改变区块内部的造币交易中的附带消息，让Merkle根发生变化，从而有越多，越有可能找到符合要求的随机数。

在挖矿中，第一笔交易是硬币创造交易。 一笔代币交易可以附带一条短信，可以用来提供更多符合要求的随机数。 比如中本聪挖创世块时植入的信息： The Times 03/Jan/2009 Chancellor on through of second bailout for banks 综上所述，用纸笔计算比特币是不可能的。

使用普通计算机计算一个区块需要 26 年。 比特大陆出品的一台S17（功率1470W），算力50TH/s。 不间断挖比特币一个月可获得0.03个比特币，挖一个比特币需要33个月。 S17运行一小时大约耗电1.47度电，一天耗电35.28度电，所以挖一个比特币需要34927.2度电。 “挖矿”只是让更多的人参与到区块链网络的建设中。 用这么多电费“计算”出一系列虚拟值真的好吗？ 比特币不是保值的东西，价格波动很大。 炒比特币可能让你一夜暴富，也可能让你一夜暴富。