这篇文章是扎卡里·克罗克特所撰写的有关比特币挖掘、区块链和最流行的加密货币“铸造”过程的图解指南。

今年年初，比特币表现抢手。

在首次突破2万美元大关不到2个月后，比特币价格上涨了一倍多，本周达到48297美元的高点。

每次比特币被宣布是死亡的时候，在看涨的投资者、有利的立法和科技巨头们的支持下，它似乎又出现了反弹，获得了新生。

现在，几乎每个人都听说过比特币。但许多人仍然不太明白这种货币是如何创造出来的。

首先，它不像现金那样印出来。它不是像金条那样的物理物体。它也不像借记卡那样存储在一块塑料上。它只是存在于一个巨大的数字空间中的某个地方，直到它被一个所谓的比特币矿工挖掘出来流通。

在这个图解指南中，我们将涵盖以下内容:

比特币是如何创建的(一个称为挖掘的过程)随着时间的推移，采矿业的经济状况发生了怎样的变化这个过程对功耗的影响

数字的矿工

为了更好地解释这一切，我们想向你介绍一个叫威利·野眼·蒂布斯的人。

这个“狂野的眼睛”引发了1849年加州的淘金热。170年后的今天，他从坟墓里回来，开始他的下一个勘探冒险。

野眼听说，挖掘一种名为比特币的新型数字资源可以创造财富。

在他看来，比特币与黄金有一些相似之处:

比特币的供应量是有限的：根据比特币创造者的规定，比特币的总量永远只能达到2100万枚。它们必须被挖掘出来：让新的比特币进入流通的唯一途径是通过数字挖掘者的努力。

野眼挖掘得更深入一些，发现比特币确实是紧随其后的2008年金融危机而产生的，这里有一个神秘的先驱(或一群先驱)，他（或他们）化名中本聪。

中本聪的使命是创建一个不依赖中间人的去中心化货币体系。被吹捧的好处包括:

它是民主的：不像纸币，一个单一的中央机构，比如银行来管理所有交易的记录，比特币是由成千上万的用户铸造、流通和审计的。它更难操纵：政府机构无法通过增加交易量或调整利率等方式进行干预。它是全球性的：田纳西州的人可以立即与全球各地东京的人以低成本交易比特币。

这个概念的主干是一个被称为区块链的分布式网络，其中存储了所有比特币交易的记录。

现在，对于像野眼这样的老派矿工来说，这有点复杂。

为了帮助他，让我们后退一步，用他能理解的东西来简要解释区块链：一辆火车。

想象区块链是一列非常长的火车- blocktrain区块链列车，如果你愿意的话。

这列火车包含了所有比特币交易的公共记录。每次通过像Coinbase这样的加密货币平台进行交易时，交易的细节都是编码并向一个名为“比特币矿工”(bitcoin miners)的庞大用户网络广播，以及其他交易。

由此，接下来的过程展开了:

矿工们竞相把一堆交易打包成“区块”，以便把下一节车厢加到火车上。矿工解决了一个计算问题(称为“工作量证明”)，该问题为块分配一个识别代码(哈希)。“获胜”区块被分配给网络中的所有其他矿工，并经过他们的验证，然后添加到区块链中。

在任何给定的时间，只有一节车厢可以加到列车上，每节车厢平均需要10分钟来验证和附加。

这些比特币矿工有两个主要功能:

它们是比特币的印钞机:向区块链添加新的区块是让新的比特币进入流通的唯一途径。他们是比特币的审计员:通过挖掘的过程，他们验证了区块链上所有交易的合法性。

通过先解方程并将下一个区块添加到链中，矿工将获得一定数量的比特币作为奖励。

当比特币挖掘第一次开始时，奖励是50比特币(BTC)。但根据硬币创造者的规定，每次21万个新区块被添加到链上，或者大约每四年一次，奖励就会减半。

截至2021年2月，矿工每挖一个新区块就能获得6.25个比特币，根据当前的市场价值约29.4万美元。他们还可以从该区块的交易中获得交易费用，目前约为20美元/笔。

今天,估计有超过100万比特币矿工在运营，他们都在竞争将下一个区块添加到链中。

这些矿工的报酬加在一起-1美元/月。

从理论上讲，这些数字使挖掘成为像野眼这样的人非常有吸引力的追求。

但事实证明，这笔钱并不是那么容易得到的。

比特币挖矿军备竞赛

如上所述，一个比特币矿工必须解决一个计算问题，以便成功地添加一个新的块到区块链，并获得他的奖励。

我们不会在这里讨论那个问题的实质。

但简单来说，一个矿工基本上需要使用电脑来运行数万亿十六进制数字组合，直到它吐出一个可接受的64个字符的代码。这种编码保证了区块链的安全性。

这个问题的难度根据网络的总挖矿能力比例进行调整：随着越来越多的比特币矿工加入网络竞争，这个问题变得越来越难解决，从而需要更多的计算能力。

这导致了比特币挖矿军备竞赛。

十年前，用一个简单的电脑处理器就可以挖出比特币。但随着采矿开始普及，人们使用了更强大的硬件，如gpu(图形处理单元)、fpga(现场可编程门阵列)和专用ASIC采矿机。

网络上矿工的数量——以及数字生成的随机性——使赢得区块奖励变成了一种彩票。

比特币矿工必须定期权衡硬件成本(更重要的是，运行它所需的电力成本)与微弱的获胜几率。

在大多数情况下，单独经营在财务上不再可行。

假设野眼买了一台旧的ASIC机器，比如Antminer s9 (在eBay上~ 400美元) -然后在他的地下室里组装起来。根据在美国的比特币挖掘计算器估算，他可能要花225年的时间才能产生一个区块。

而当他坐在那里等待这一切发生的时候，他每天要花3.5美元(每年1300美元)在一台机器的电力上。

因此，今天的比特币挖矿场景主要由两个派系主导:

矿池：单个矿工组合他们的计算能力，然后根据每个人贡献的计算能力按比例分配任何奖励大量的采矿“农场”有数千台机器全天候运行

目前，全球约66%的比特币挖矿活动发生在中国，在那里，廉价的硬件使大型业务在经济上更具可行性。

在中国的比特币“挖矿之都”大连，仅一家工厂每月就能挖出750枚比特币，按当前市场汇率计算，价值为3560万美元。为了做到这一点，它使用了3k+ ASIC机器，每月花费100万美元以上的电力。

平均所有类型的操作，一个比特币成本在500到850美元。电力占总开销的绝大部分。

对许多矿商来说，关键是在电力成本特别便宜的地方降价，比如冰岛,北部纽约，小城镇华盛顿州,德州农村.

当然，电力消耗不只是一个经济考虑因素，尽管它是比特币挖掘实践中最大的争议之一。

电源的问题

总的来说,比特币的矿工使用每年121.4太瓦小时(tWh)的电力来维持他们的运营。

让我们再来看看这个数字，这足以为阿根廷4500万人口提供一整年的能源。

当然，传统金融机构也好不到哪里去。考虑到分行、服务器、ATM机和文书工作，全球银行每年总共消耗至少100 tWh的电力。

然而，最终，矿工使用的电力将是一个有争议的问题。

预测的2100万比特币中，大约1860万(88.5%)已经被开采。按照目前的速度，预计最终的比特币将在2140年被开采出来。

可以说，大部分的黄金是从溪流中攫取的。所以那些狂热的人最好还是在公开市场上购买比特币。