比特币挖矿机制

比特币系统是一个去中心化的机制，没有设立特定的发行机构来发行比特币，而是通过激励矿工参与记账，系统自动生成一定数量的比特币给予奖励。

按照中本聪的设计构想，比特币的总量固定在2100万枚（实际上是20999999.97690000枚），并规定每个比特币可以细分到小数点后面8位，区块的产生是10分钟/个，刚开始是每个区块产量50个比特币，在每21万个区块之后，每个区块的比特币产量将减半。

通过计算，我们现在知道产生21万个区块需要的时间为四年。那么从2009年到2018年，比特币产量已经减半了两次，目前是每个区块产生12.5个比特币。预计到2140年，比特币将完全生产完毕。

现在人们把参与记账并获得比特币（或其它虚拟货币）的人形象地称之为矿工。就像去挖金矿一样去挖比特币，只不过把挖掘改成了计算，约每 10 分钟进行一次算力竞赛。竞赛的方式是让每个节点(计算机)通过穷举结果的方式求解复杂的数学题(哈希函数)。

在这个时间段，谁最先求解出答案就获胜，就有机会获得一个区块，获得一定数量的比特币。然后挖出来的比特币，就写在得到的区块上，最后系统告知整个区块链的所有节点，获得全网确认后，这个区块便成为合法的新增区块，矿工的比特币就成功获取。

比特币的算力竞赛

矿工们想获得比特币，就必须比别人更快算出哈希值答案，算力就成为了竞争的武器。到现在为止，比特币挖矿算力竞赛在不断迭代的过程中经历了 5 个时期：CPU挖矿→GPU挖矿→FPGA挖矿→ASIC挖矿→大规模集群挖矿。

最早的挖矿工具是个人计算机上的CPU。挖矿过程是：下载一个挖矿软件;新建一个文本文档，在里面写入矿池、矿工号、矿工密码、线程数等参数，保存并改扩展名为bat格式；然后打开挖矿软件开始挖矿。

2010 年之前基本是CPU在挖矿，全网算力在1GH/s以下(每秒运算 10 亿次哈希碰撞)。

2010年，美国程序员拉斯洛启用GPU进行挖矿，由于显卡可以交火，即将两块或者多块显卡连在一起协同工作提高计算效率，后来越来越多人开始将多个显卡交火后挖矿。

2011年，世界上第一台比特币挖矿机——阿瓦隆挖矿机问世，开启专业挖矿时代。

阿瓦隆挖矿机，简单来说就是在电脑主机中加入多块显卡，并交火后协同工作。这种挖矿机可以大大提高挖矿算力，2011年下半年全网算力一举突破 1 万GH/s，一年增长了 10000 倍，到2012 年，全网算力轻松超越 2 万GH/s。

2013 年 9 月底，全网算力达到 105 万GH/s。

到2019年2月，比特币的全网算力达到43EH/S，即430亿GH/s。

如此惊人的算力使得普通人已无法去正常挖矿，唯有大规模的矿场加顶尖的专业挖矿设备才能够分一杯羹。

在如此强大的算力面前，比特币为什么还没有被挖完呢？中本聪已经预测到算力增加这一问题。所以他设计了动态难度系数调节系统，就是说每间隔2016个区块（时间大约两周），矿工挖矿获得比特币的难度就调整一次。

比如两周内区块平均产生速度如果是9分钟，则难度系数要调高10%，反之同理，令调整后的难度确保每生成一个区块的预期时间为10分钟。所以哪怕算力怎样增长，区块的生成时间都不变，比特币就按照既定的节奏不紧不慢地产生出来。