比特幣挖礦、減半是什麼?為什麼要加入礦池來開採比特幣?

最後更新:2021-08-19

比特幣交易有興趣的人,在提到如何生產比特幣時,通常都有聽過「挖礦」這個詞。

本文並不是要告訴你該如何組裝挖礦機器來挖比特幣,也不是要解釋艱深複雜的程式代碼。

而是要分享在持有或投資比特幣這種虛擬貨幣之前,你得理解比特幣的挖礦原理是什麼,
就像投資時常常提醒大家的:千萬不要投資你不懂的東西。

本篇文章市場先生會介紹關於比特幣挖礦、礦池這一系列名詞的觀念,將會提到:

  1. 比特幣挖礦是什麼?挖礦的原理是什麼?
  2. 挖礦比特幣獎勵機制是什麼?
  3. 比特幣減半對礦工會產生什麼影響?
  4. 礦池是什麼?為什麼要加入礦池來開採比特幣?

比特幣挖礦是什麼?挖礦的原理是什麼?

要理解比特幣的挖礦原理,就得先釐清比特幣以區塊鏈技術為基礎,創造出的「分散式帳本」。

比特幣作為一種不依賴中央銀行或政府監監管的加密貨​​幣,靠的就是「區塊鏈技術」。

你能夠想像每一個比特幣區塊,都是一本記錄交易的帳本,而區塊鏈技術就是把這每一本比特幣帳本串接起來的技術。

想知道更詳細的比特幣運作原理,請先閱讀:區塊鏈是什麼?(施工中)

由於,比特幣區塊鏈裡每10分鐘會產生一個新的帳本(比特幣區塊),
這個帳本也就記錄了這10分鐘裡的所有交易。

而挖礦指的就是,通過消耗CPU的電力和時間,來解出一道與上個區塊相關的數學題。

只要先解出這道題目的人,就獲得第一個紀錄這個新帳本的權利;
同時也能獲得一定數量的比特幣作為獎勵(Block Reward 又稱為”爆塊獎勵”或”區塊獎勵”,下段將會更仔細介紹)。

準確來說,一但礦工成功解出數學題,並紀錄了價值1MB資訊量的交易紀錄,
該名礦工就能獲得一定數量的比特幣 (也就是該比特幣區塊);
接著所有礦工便會再去紀錄新的帳本,以求成為新的區塊練帳本的紀錄者來獲得比特幣。

並不是每個參與紀錄帳本過程的礦工都能順利獲得比特幣,而是第一個成功驗證交易的礦工,才能取得該帳本(比特幣區塊)提供的比特幣獎勵。

也就是說,在完成所有驗證交易(紀錄帳本)的工作,你可能還沒得到任何比特幣。

簡單總結一下,想要要獲得比特幣,就需要滿足兩個條件。

  1. 必須驗證1MB的交易額。這是簡單的部分。
  2. 必須是第一個為提供正確答案的礦工。此過程也稱為工作證明。

挖礦比特幣獎勵機制是什麼?

礦工在取得紀錄帳本的權利,同時能獲得隨著區塊產生的比特幣,這就是所謂的比特幣獎勵機制,又稱為爆塊獎勵。

每一個新成立的帳本(或稱為區塊)都被允許「發行」一定數量的新比特幣,用來激勵成功發現新區塊的礦工,
在中本聰設計的最初記錄裡,一個區塊就能獎勵50個比特幣。

除了紀錄新帳本產生的新比特幣外,礦工若選擇紀錄會給付手續費的交易,則能額外獲得手續費;
因此礦工通常都會優先選擇手續費較高的交易來挖礦。

比特幣減半是什麼?如何查詢比特幣什麼時候減半?

由於比特幣的發行總數量,有著不會超過2100萬個的限制。
為了避免比特幣的發行速度過快,中本聰對比特幣也設計了「比特幣減半」,用來減緩比特幣的開採速度。

比特幣減半指的就是,當比特幣區塊鏈系統中,每紀錄21萬份帳本,爆塊獎勵便會減少一半;

目前大約每4年就會發生一次比特幣減半事件,
若想準確知道何時將發生比特幣減半,可以到比特幣時鐘網站查詢。

有趣的是,在過去的比特幣走勢之中,比特幣的市場價格,都會與比特幣減半有著相當程度的關係。

有興趣了解比特幣價格的人,可以去看:比特幣價格的因素?

比特幣減半對礦工會產生什麼影響?

從比特幣減半的機制,
不難推斷出比特幣挖礦的回報,每四年左右就會減少一半。

2009年首次開採比特幣時,成功開採一個礦區就能賺進50個比特幣;
2012年降到25個比特幣;
2016年再降到12.5個比特幣;
2020年的5月則再發生第3次的減半,開採到一個新區塊,僅剩6.25個比特幣可獲得。

比特幣的解題與減半設計,的確認取得比特幣得過程很像「挖礦」。

採礦行業在挖掘時,每個過程都是隨機的(解題成功率也是隨機的),而隨著礦產越少(能發行的比特幣總量),就會越來越難挖。

而且在這過程中,挖礦的工具也越來越先進,當挖礦有利可圖,人們競相追逐更快的解題速度。
從最早年用電腦CPU運算來挖礦,
接著轉變成用顯卡GPU圖形處理器來挖礦,由於GPU速度是CPU的10倍,因此挖礦效率大幅上升。
緊接著又出現了ASIC礦機,礦機就是專門為挖礦所製造的機器。

這代表不但可挖掘的礦減少,你的競爭者們還都是開著挖掘機在挖礦,一般人如果還只拿著鏟子挖礦很可能只是在浪費電力而已。

正因為比特幣只會越來越難挖、競爭也越來越激烈,你得進一步理解一下一個概念:礦池

礦池是什麼?為什麼要加入礦池來開採比特幣?

爆塊獎勵會支付給第一個解決數學問題的礦工,但若是礦工個體戶想成功獲取獎勵的機率,必定相對小而難。

想像你自己買花幾千元買的採礦機器,能夠贏得了企業化經營的設備嗎?

由於成功找到下一個區塊的機會很小,且越來越多競爭者的加入,也使得開採的過程愈發困難。

因此越來越多人會加入「礦池」來提高獲取獎勵的機率。

礦池指的就是由第三方營運的挖礦公司,他們會負責協調所有加入礦工的運算資源,通過在礦池共同解題,並共享之間的收益,因此礦工也能獲得相對穩定比特幣收穫。

這也是一種很聰明的商業模式,其實就是分散風險的概念,藉由礦池集合運算能力、分享利潤,當規模夠大時收入有機會趨於穩定,減少各自挖礦成果大起大落的狀況。

快速總結:比特幣挖礦、減半是什麼?

  1. 挖礦指的就是,通過消耗CPU的電力和時間,來解出一道與上個區塊相關的數學題,藉此獲得比特幣。
  2. 比特幣的發行總數量,有著不會超過2100萬個的限制。為了避免比特幣的發行速度過快,中本聰對比特幣也設計了「比特幣減半」
  3. 比特幣獎勵,每四年左右就會減少一半,2020年開採到一個新區塊,僅剩6.25個比特幣可獲得。
  4. 礦池是第三方集結礦工,來共同開採、並共享比特幣的平台。

看完了比特幣挖礦原理,你或許會想問:
「有沒有不用那麼煩瑣,就能得到比特幣、或是投資比特的方法?」

其實想要比特幣不用自己挖,直接買就可以了。

事實上,獲取比特幣最簡單的方法,就是在大型交易所之類的交易所購買比特幣。
不過比特幣價格波動很劇烈,要留意這方面的風險。

之前有分享過關於虛擬貨幣交易所:

1. 全球Top20虛擬交易所排行

2. 全球最大虛擬貨幣交易所:幣安Binance

但若說到投資比特幣,其實不一定得直接持有比特幣。
有些人可能也會想到,從過去的採礦歷史中,比起自己參與淘金挖礦,不如去販售採礦的鎬和工具;

換到加密貨幣的情境裡,鎬就等同是一間專門製造於比特幣採礦設備的公司,
過去像是專門製造ASIC設備或是GPU的公司(GPU如今已逐漸被淘汰),每當比特幣大漲時這些公司股價反應也很熱絡,算是另一種思考方向。

本文僅為觀念教學,無任何投資推薦之意。要提醒大家,虛擬貨幣屬於極高風險的投資,投資前務必研究清楚,不懂不要碰。

FB社團-加密貨幣討論區

區塊鏈、虛擬貨幣是很新的領域,也有很高的風險,我也還在持續研究了解中。
我會把自己一些研究心得或體驗紀錄在FB社團中,
也歡迎對這領域比較有興趣想多了解的人一起交流。

FB社團連結:加密資產研究筆記(比特幣、以太坊、虛擬貨幣、NFT)
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比特幣常見問題Q&A

撰稿:劉呈逸 主編:市場先生


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