比特币挖矿机制很浪费 比特币挖矿原理

一、比特币“挖矿”到底有多耗电

2021年末，牡丹江一犯罪团伙想通过虚拟货币挖矿赚钱，便租下几个小区车库，购置了60余台“挖矿”设备，但是开挖后才发现“挖矿”设备耗电量大太，于是就动就了歪脑筋，购买了变压器、高压电缆等设备，通过搭接小区进线方式窃取国家电能想节省耗电成本。但是没用上三个月就被顺藤摸瓜的我公安民警抓了个正着。没收了所有的挖矿设备和非法所得，还将面临一大笔的罚金和刑事责任。

看了这个新闻我的第一感觉是特别的想笑，这个例子真是很好的诠释了什么叫“无知者无畏”，这群家伙真的是穷疯了吗，什么项目启动也不先做个市场调查，核算成本。最可乐的就是想偷小区的电用来给挖矿机供电，知道这矿机又多费电么？就这电老虎怎么可能不被人发现呢！

先说组数字，截至2021年5月10日，全球比特币挖矿的年耗电量大约是149.37太瓦时（1太瓦时为10亿度电），这一数字已经超过马来西亚、乌克兰、瑞典的国家耗电量，十分接近耗电排名第25名的越南。如果你的对这个数字还不太敏感，我们接下来算这么一笔细账。

我们按最基本的一台矿机一小时耗电量大概为2度，因为矿机是全年无休一天24小时不停的运行。我们来计算下，2*24*30=1440，也就是一台矿机正常情况下一月消耗1440度电！而我们正常家庭用电一个月也就在200-300度之间，一台矿机一月的用电量相当于普通家庭近半年的用电量了。这只是一台普通小型矿机的用电量，如果我们有多台矿机堆叠起来建成一个矿场的时候呢？

通常矿场是由多台矿机密集排布而成，少的几十台，多达几万台。这就导致矿机在运行时会释放出大量的热量，这就需要给矿场添加大量的散热和通风设备，一台三项大型风扇功率在1000瓦-2000瓦左右，另外在矿场里还需要用到一些网络设备和监控设备，这些用电量都要算进去那就是非常惊人的数字了。

据新闻报道西部某省一家从事“数据业务”的企业，2020年全年纳税仅25万元，但月均耗电量却高达2500万度!今年前4个月，纳税仅9万元，但月均耗电量高达4500万度，折算能耗约为1.5万吨标煤。经调查发现，这台企业实则就是一家“矿场”。这么大的电力损耗，但是实际真的为社会贡献却是微乎其微。另外你可能还不知道，全世界最主要的矿场有60%是在中国，因此很多专家人都说，这根本就不是什么挖矿生意，就是给我们的子孙们“挖坑”呀！

好在国家已经及时的发现这个情况，并在去年5月国务院金融稳定发展委员会会议明确提出，打击比特币挖矿和交易行为。由此国内大的矿场纷纷转向了海外，剩下小也由地上转入了地下。相信在国家重拳整治下这些破坏生态，浪费电能的挖矿行业将无所遁形。

二、一个比特币要挖多久

我是12年开始挖比特币的，当时用的台式机挖了一上午，有0.002个比特币，一天24小时可以挖0.008个比特币，挖一个得125天，当时的比特币价格是500人民币，也就是一上午挖1块钱的比特币，挖一天应该有5块钱，但是一天的电费要4块8，所以一个电脑挖一天赚2毛，所以要赚钱得规模化，但是还要考虑到投资的电脑成本

目前基本都是矿机，一个蚂蚁矿机是800美元一台，5500人民币的成本，功率1350w，每天24小时挖矿一个月可以挖到0.02个，按照目前比特币8000美金来算，一个月可以赚160美金，也就是1104人民币，电费是777.6人民币，每月可以赚326块，得16个月才能收回矿机的成本，到时候矿机都废掉了

而且5月份比特币第三次奖励减半，得32个月回本

所以挖币最终还是拼电力成本，普通家庭还是老老实实买币吧

现在都是在交易所买

去上火币看看吧

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三、什么是比特币挖矿难度如何调整原理是什么

比特币挖矿难度(Difficulty)，是对挖矿困难程度的度量，挖矿难度越大，挖出区块就越困难。目标值(Target)与挖矿难度成反比。难度越高，目标值越小。而难度目标是目标值通过转化得到，是一个只有 4个字节的字段(为了便于理解，本文将难度目标等同目标值处理)。比特币系统正是通过调整区块头中难度目标来控制挖出区块所需平均时间的。

目标值是个长度为 256比特的字符串，换句话说目标值约有 2^256种可能的取值。调整难度目标就是调整目标值在整个输出空间的占比。

举例说明：挖矿就如射击，所有射出去的子弹都会落在一个很大的靶子上。难度目标就是这个大靶子上圈出一个范围，这个范围越小，被射中的难度就越高。调节难度目标，就是调节这个圈在整个靶子上的占比。

挖矿算力增大，单位时间射击的次数就越多，目标范围被射中所需的时间就越短。反之，挖矿算力减小，目标范围被击中所需的时间就越长。而比特币系统追求的平均出块时间为 10分钟，这时候就需要调整难度目标来实现。

02如何调整难度目标？

比特币系统是怎样调整难度目标的呢？在《白话区块链入门 080|数说比特币，了解比特币必须知道这 10个数字》一文中，我们介绍了比特币系统每过 2016区块(大约为 14天时间)，会自动调整一次难度目标。所有区块高度为 2016整数倍的区块，系统就会自动调整难度目标。如果上一个难度目标调整周期(也就是之前 2016个区块)，平均出块时间大于 10分钟，说明挖矿难度偏高，需要降低挖矿难度，增大难度目标(准确地说是目标值);反之，前一个难度目标调整周期，平均出块时间小于 10分钟，说明挖矿难度偏低，需要缩小难度目标。

03难度目标的可调范围

比特币系统设定，难度目标上调和下调的范围都有 4倍的限制。举例说明：假设上一个难度目标调整周期内的 2016个区块，由于算力暴涨，只用 7天就全部挖出来了，通过难度目标调整，将难度目标缩小一倍，可以将平均出块时间维持在 10分钟左右，但如果算力暴涨，前 2016个区块全部挖出只用了 1天，那么难度目标最小只能调整为原来的四分之一。

04总结

比特币的算力是持续波动的，比特币系统通过难度目标的调整，使得平均出块时间维持在 10分钟左右。难度目标和挖矿难度成反比，挖矿难度越大，难度目标越小。当区块高度为 2016的整数倍时，比特币系统就会在该区块上，自动调整难度目标。如果上一个难度目标调整周期内，平均出块时间超过 10分钟，那么降低挖矿难度，增大难度目标;反之则提高挖矿难度，减小难度目标。难度目标上调和下调的范围都有 4倍的限制。

比特币每 2016个区块(大约 14天)调整一次挖矿难度，相比于 BCH每个区块都调整(大约 10分钟调整一次)，有明显的滞后性。你认为是哪种调整方式更合理呢？为什么呢？欢迎在留言区分享你的观点。

四、比特币挖矿的难度和算力

难度是对挖矿困难程度的度量，即指：计算符合给定目标的一个HASH值的困难程度。

difficulty= difficulty_1_target/ current_target

difficulty_1_target的长度为256bit，前32位为0，后面全部为1，一般显示为HASH值：0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF， difficulty_1_target表示btc网络最初的目标HASH。 current_target是当前块的目标HASH，先经过压缩然后存储在区块中，区块的HASH值必须小于给定的目标HASH,区块才成立。

例如：如果区块中存储的压缩目标HASH为 0x1b0404cb,那么未经压缩的十六进制HASH为

所以，目标HASH为0x1b0404cb时，难度为：

比特币的挖矿的过程其实是通过随机的hash碰撞，找到一个解 nonce，使得块hash小于目标HASH值。而一个矿机每秒钟能做多少次hash碰撞，就是其“算力”的代表，单位写成 hash/s或者 H/s

算力单位：

比特币系统的难度是动态调整的，每挖 2016个块便会做出一次调整，调整的依据是前面2016个块的出块时间，如果前一个周期平均出块时间小于10分钟，便会加大难度，大于10分钟，则减小难度，目的是为了保证系统稳定的每过 10分钟产出一个块，所以难度调整的时间大概是2周（2016* 10分钟）

全网算力是btc网络中参与竞争挖矿的所有矿机的算力总和。当前难度周期全网算力会影响下一个周期的难度调整，如果全网算力增加，挖矿难度增大，单台矿机固定时间的产出就会减少。目前全网算力大概是24.42EH/s，一台蚂蚁S9矿机的算力大概是14TH/s

那么，已知当前全网算力，下一个周期难度将如何调整呢？

根据公式：

因为出块时间要稳定在10分钟，也就是600s:

那么，在3.46e+12的难度下，一台算力为14TH/s的矿机平均要花多长时间才能出一个块呢？

根据公式：

有：

结果大概是12270天