什么是比特币挖矿？
在我们开始之前...
在进一步阅读之前，请了解大多数比特币用户是不挖矿的！但是如果您挖矿，那么这个比特币挖矿器可能是最划算的。比特币开采的利润非常有竞争力，比特币价格的波动使得如果不同时对价格进行预测则很难实现货币收益。如果您打算为了乐趣、为了学习或支持比特币的安全性，并且不关心您是否盈利而挖矿，那么挖矿是有意义的。如果您可以获得大量廉价的电力以及具有管理大型设备和业务的能力，那么您可以靠挖矿来盈利。
如果您想在固定采矿能力的基础上获取比特币，但您不想自己运行实际的硬件，那么您可以购买挖矿合约。
许多人喜欢购买的另一个工具是比特币借记卡，它可以让人们通过比特币给借记卡充值。
什么是比特币挖矿？
比特币挖矿很像是一种巨大的彩票，您可以使用您的采矿硬件与网络上的所有人竞争来赚取比特币。更快的比特币挖矿硬件每秒钟能够进行更多次尝试来赢得这张彩票，而比特币网络本身大约每两个星期调整一次，以保持每十分钟获得一个获胜区块哈希。从整体上看，比特币挖矿保证了交易的安全，交易记录储存在比特币的公簿——区块链中。通过随机抽取彩票，其中电力和专用设备是入场价格，这个花费被用来破坏比特币的网络规模，它是通过所有挖矿参与者所花费的哈希能力来实现的。
技术背景
在挖矿期间，您的比特币挖矿硬件在所谓的区块标头上运行加密哈希函数（两轮 SHA256）。对于尝试的每个新哈希，挖矿软件将使用一个不同的数字作为区块标头的随机元素，这个数字称为随机数（nonce）。取决于随机数以及区块标头中的其他内容，哈希函数将产生一个类似于如下所示的哈希：
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您可以把这个哈希看成一个很长的数字。（这是一个十六进制数字，字母A-F代表10-15。）为了确保大约每10分钟发现一次区块，有一个所谓的难度目标。要创建一个有效的区块，您的矿工必须找到一个低于难度目标的哈希。所以如果难度目标是1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
任何从零开始的数字都将低于目标，例如：
0787a6fd6e0782f7f8058fbef45f5c17fe89086ad4e78a1520d06505acb4522f
如果我们降低目标至0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
我们现在需要开始有两个零以便低于该目标：
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因为目标是这样一个数位众多的庞大数字，人们通常使用一个更简单的数字来表达目前的目标。这个数字叫做挖矿难度。挖矿难度代表与第一个区块相比生成当前区块的难度要大多少。所以70000的难度意味着要生成当前的区块，您所做的工作比 中本聪（Satoshi Nakamoto）生产第一个区块时所做的工作要多70000倍。公平地说，那时候的挖矿硬件和算法要慢很多，也不如现在这样优化。
为了保持大约每10分钟找到一次区块，每 2016 个区块使用一个共享公式来对难度进行调整。网络试图对它进行更改，这样在当前全球网络处理能力下，2016 个区块大约需要14天。这就是为什么当网络能力上升时，难度也会上升。
比特币挖矿硬件
CPU
起初，使用CPU挖矿是开采比特币的唯一方法，并使用原始的Satoshi客户端完成。为了进一步确保网络安全和赚取更多的比特币，矿工们在许多方面进行了创新，近年来，CPU 挖矿相对来说是无用的。您可能会使用笔记本电脑挖矿几十年而挖不到一个比特币。
GPU
在网络开始后大约一年半左右，人们发现高端显卡在比特币挖矿中效率更高，一切都改变了。CPU 比特币挖矿让位给了 GPU（图形处理单元）。一些 GPU 的大规模并行性质允许比特币采矿能力提高50倍至100倍，同时每单位工作使用的功率降低了许多。
虽然任何现代 GPU 都可以用于挖矿，但是GPU架构AMD系列在开采比特币时远远优于nVidia架构，而 ATI Radeon HD 5870在当时成为了最具成本效益的选择。
FPGA（现场可编程门阵列）
和CPU到GPU的过渡一样，比特币挖矿领域将技术食品链推向了现场可编程门阵列。 随着Butterfly Labs FPGA“Single”的成功推出，比特币挖矿的硬件环境让位于专用于比特币挖矿的专门制造的硬件。
虽然FPGA的采矿速度并没有像CPU到GPU的过渡那样提高50倍- 100倍，但是它们的优势在于功率效率和易用性。典型的600 MH/s显卡消耗的功率大于400瓦，而典型的FPGA挖矿设备在80瓦功率下提供826 MH/s的哈希率。
这种5倍的改进使得第一个大型比特币矿场的建造能够得到运营盈利。 比特币挖矿业诞生了。
ASIC（专用集成电路）
比特币挖矿领域现在正处于专用集成电路（ASIC）时代。 ASIC 是专门为做一件事而设计的芯片。与FPGA不同，ASIC不能再利用来执行其他任务。
专门设计用于开采比特币的ASIC只能开采比特币，今后也只能用于开采比特币。与所有之前的技术相比，ASIC的散热功率提高了100倍，同时降低了功耗，从而弥补了ASIC的不灵活性。
与ASIC之前的所有硬件不同，当涉及破坏性的挖矿技术时，ASIC可能是“终点线”。CPU被替换为GPU，然后被FPGA取代，然后被ASIC替代。现在甚至在不久的将来都没有什么可以替代ASIC。
将来会出现对ASIC产品的逐步完善以及效率提高，但与之前的技术进步不同，不会有产品能提供哈希能力50倍到100倍的增长或7倍的功耗降低。这使得ASIC设备上的功耗成为任何ASIC产品的最重要因素，因为ASIC挖矿设备的预期使用寿命比比特币挖矿的全部历史都长。
可以想象，如果设备的功率足够高且电力成本不超过其产出，那么今天购买的ASIC设备在两年后仍将持续挖矿。挖矿盈利能力也由汇率决定，但在任何情况下，挖矿设备的能效越高，利润就越大。如果您想在比特币挖矿业尝试您的运气，那么这个比特币挖矿器可能是最为划算的。
比特币挖矿软件
有两种基本的挖矿方法：您自己或作为比特币矿池的一部分或签订比特币云挖矿合约并确保避免比特币云挖矿诈骗。几乎所有的矿工都选择在一个矿池里挖矿，因为它能缓和比特币挖矿过程中的固有运气。
在您加入矿池之前，请确保您拥有一个比特币钱包来存放您的比特币。接下来，您将需要加入一个挖矿池，并设置您的挖矿器连接到该矿池。使用矿池挖矿，矿池中任何成员生成的每个区块的利润将根据成员贡献的哈希量在成员之间进行分配。
比特币挖矿占据多少带宽？如果您正在使用比特币挖矿器在矿池中挖矿，那么这个数量应该可以忽略不计，大约10MB/天。但是，您需要的是极佳的连接，这样您可以尽可能快地获得工作上的任何更新。
这样可以使矿池成员获得更加频繁、稳定地支付（这称为减少差异），但是矿池可能收取的费用会减少您获得的支付。单独挖矿会带给您大量的、不频繁的支付，矿池挖矿会带给您较小的、频繁的支付，但是如果您长期使用零费用矿池，那么这两种方式的回报是相同的。
比特币云挖矿
通过购买比特币云采矿合约，投资者可以赚取比特币，而不用处理采矿硬件、软件、电力、带宽或其他离线问题带来的麻烦。
在本节列出了以下服务，这并不代表对这些服务的认可，而仅作为对比特币云挖矿的比较。市面上已经存在大量的比特币云挖矿诈骗。
Hashflare 评价: Hashflare 提供SHA-256挖矿合约，还可以开采盈利更高的SHA-256货币，自动付款仍以比特币支付。客户必须至少购买10 GH/s。
Genesis Mining评价: Genesis Mining是最大的比特币和scrypt云挖矿提供商。Genesis Mining提供三种比特币云计划，价格合理。还提供Zcash挖矿合约。
Hashing 24评价: Hashing24自2012年以来一直参与比特币挖矿。他们在冰岛和格鲁吉亚设有工厂。他们使用来自BitFury的现代ASIC芯片，可以提供最高的性能和效率。
什么是比特币挖矿？
比特币挖矿是向比特币过往交易的公开总账簿添加交易记录的过程。过去交易的总账簿被称为区块链，因为它是区块组成的一条链。区块链用于向网络的其余部分确认已经发生的交易。
比特币节点使用区块链来将合法的比特币交易与尝试重新花费已在其他地方使用的货币进行区分。
比特币挖矿被有意设计为资源密集型和困难型，这样矿工每天发现的区块数可以保持稳定。单独的区块必须包含被认为有效的工作量证明。这种工作量证明可以在其他比特币节点每次接收到一个区块时进行验证。比特币使用哈希现金(HashCash)工作量证明机制。
挖矿的主要目的是允许比特币节点达成安全、防篡改的共识。挖矿也是用于将比特币引入系统的机制：向矿工支付任何交易费用以及新创造的钱币的“补贴”。
这两者的目的都是以分散的方式传播新的钱币，并激励人们为系统提供安全。
比特币挖矿之所以这样称呼是因为它类似于其他商品的开采：它需要消耗，并且慢慢地提供新的钱币，其速度类似于从地面开采黄金等商品。
什么是工作量证明？
工作量证明是一段难以生成（昂贵、耗时）的数据，以满足某些要求。 检查数据是否满足上述要求必须很简单。
生成工作量证明可以是一个低概率的随机过程，因此在生成有效的工作量证明之前，平均需要大量的尝试和错误。比特币使用哈希现金（Hashcash）工作量证明。
什么是比特币挖矿难度？
算力-难度问题
比特币开采一个区块是困难的，因为区块标头的SHA-256哈希必须低于或等于目标，以便区块被网络接受。
为了解释目的，可以简化此问题：一个区块的哈希必须以一定数量的零开头。计算从许多零开始的哈希的概率非常低，因此必须进行许多尝试。为了在每轮生成一个新的哈希，nonce 将递增。有关更多信息，请参阅工作量证明。
比特币网络难度指标
比特币挖矿网络难度是对于与最简单的方法相比找到新区块的困难程度的衡量。每2016个区块将重新计算一个值，这样如果每个人都在这个难度下挖矿，则之前的2016个区块会在两个星期内产生。在这种条件下，平均每十分钟就会产生一个区块。
随着越来越多的挖矿器加入，区块生成的速度将会上升。随着区块生成率的上升，难度将上升以进行补偿，以便推动区块生成速度的下降。恶意挖矿器发布的任何不符合要求难度目标的任何区块都将被网络上的每个人拒绝，因此将毫无价值。
区块奖励（Block Reward）
当发现一个区块时，发现者可以奖励自己一定数量的比特币，这是网络中的每个人所同意的。目前这个奖金是 25 比特币；每 21 万个区块，这个价值将减半。请参阅控制货币供应（Controlled Currency Supply）或使用比特币挖矿计算器。
此外，该矿工将获得发送交易的用户所支付的费用。这项收费是为了鼓励矿工将交易纳入其区块。在未来，随着每个区块中允许矿工创建的新比特币的数量逐渐减少，这些费用在挖矿收入中所占比例将更大。
鸣谢
感谢 Blitzboom 和#bitcoin-dev 的朋友们在撰写本指南时提供的帮助！