再見，我要去「挖礦」了
資料整理 | 安狗狗
文字編輯 | 饒 北
2008年，一份署名中本聰（又譯中本哲史）的論文被發表在網路上，其標題為《比特幣：對等網路電子先進系統》（Bitcoin:A Peer-to-peer Electronic Cash System）。論文詳細描述了如何使用對等網路來創造一種「不需依賴信任的電子交易系統」。
2009年1月，比特幣網路上線，推出了第一個開源的比特幣客戶端軟體，中本聰使用該軟體對第一個比特幣「區塊」（Block,又稱為創始區塊，genesis block）進行「採礦」（mining）,並獲得了第一批的50個比特幣。
從此，比特幣開始了它在世界金融市場上跌宕起伏、驚險刺激的「幣生」，從最初的1萬比特幣兌換一塊價值25美元的披薩，到現在一塊比特幣兌換約7000美元（截止2018年7月18日），引得無數人瘋狂角逐，甚至無數不明真相的吃瓜群眾也引為談資。
那麼問題來了——
比特幣是什麼？如何獲得比特幣？區塊鏈又是什麼？「挖礦」又是怎麼回事？
不急，下面我們將一步步揭開比特幣的神秘面紗。
01
什麼是比特幣？
比特幣（英語：Bitcoin，縮寫：BTC 或者 XBT）被部分觀點認為是一種去中心化，非普遍全球可支付的電子加密貨幣，其特色是使用密碼學來控制貨幣的製造和管理。但多數國家則認為比特幣屬於虛擬商品，並非貨幣。比特幣由中本聰（又譯中本哲史）（化名）於2009年1月3日，基於無國界的對等網路，用共識主動性開源軟體發明創立。
2
為什麼要發明比特幣？
比特幣本身理念是「去中心化」，也就是說這個加密貨幣和網路上的支付寶、微信支付（財付通）不一樣，它不受政府和任何金融機構監管（不存在資金被銀行凍結的情況），每一筆交易都是由使用的人自行完成。
簡單來說，比特幣的交易不需經過如銀行、清算中心、證券商等第三方機構，從而避免了高手續費、繁瑣流程以及受監管性的問題，任何用戶只要擁有可連接互聯網的數字設備皆可使用。
3
什麼是區塊鏈？
比特幣這裡，用來儲存檢查過的交易記錄叫做區塊。
我們平時交易用的較多的是支付寶、微信這些第三方支付，可以通過它們看到這些流水賬和交易記錄。而有了這些交易記錄，才能證明交易的完成，我們賬戶里的金額才會有相應的增多或減少。而比特幣交易是基於P2P（peer-to-peer）協議來進行的，不存在第三方支付充當公證人檢測資金往來。
那麼沒有企業支持，沒人負責做流水，單純的交易如何解決?也就是說存儲比特幣交易記錄的區塊如何生成？
這就要提到「挖礦」這個概念。
礦工利用計算機挖礦軟體在網路上自行收集比特幣的交易記錄，在一定時間內將這些交易記錄打包成區塊，最後將區塊添加到區塊鏈上，形成最新的區塊（也就是說區塊鏈是由一個個區塊連接而成，一個區塊裡面包含了網路上的比特幣交易記錄,前一個區塊包含上一個區塊的所有信息和新的交易信息，前者是後者的子集），這個過程就叫做「挖礦」。
這個挖礦的過程實際上就是維護區塊鏈的過程，礦工在這裡扮演著傳統交易中第三方機構維護系統的角色。
也許你會疑惑為什麼礦工會自行加入「挖礦」隊伍，因為礦工完成了一個區塊的「鏈接」，他相應地就能得到一筆比特幣獎勵。新比特幣作為對礦工的獎勵進入比特幣網路進行流通，這也是比特幣的發行方式。
（礦工的獎勵機制。聯繫礦工的激勵措施，就能想像為什麼這麼多人對挖礦這麼著迷了。也正如上圖所示，比特幣累計2100W就不再產生新的比特幣，也就不存在貨幣超發讓貨幣貶值的問題。）
綜上，比特幣通過p2p協議來產生交易，而那些交易記錄由礦工記錄起來製作成區塊，每個區塊包含了許多交易及記錄，再通過演算法把區塊添加到區塊鏈上，而比特幣的區塊鏈上只有一條沒有分支，意思就是這條區塊鏈上的交易記錄都是真實的，都是存在的。
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比特幣網路上有許許多多來自世界各地的礦工，每個礦工同時生成許許多多的新區塊，這些區塊包含的交易信息大致相同而略有差別，而比特幣區塊鏈僅僅維護和認同一條區塊鏈，比特幣網路上的每個節點都必須選擇同一個新區塊拼到區塊鏈的末尾，但是很難確定一個統一的選擇標準，那如何確定下一個新區塊由哪個礦工生成呢？
比特幣網路的解決方案是：採用一個巧妙的方法限制單位時間內生成的新區塊的數量，也就是每隔十分鐘的時間，讓整個比特幣網路只有一個礦工能生成新的區塊。
這種巧妙的方法是：當礦工把檢查好的交易記錄添加成新區塊後，再額外做一個工作，礦工只有成功完成這個額外的工作後才能把生成的新區塊發布到網路上，而這個額外的工作整個比特幣網路一般只有一個礦工能在10分鐘左右時間成功完成一次，這樣，每個十分鐘的時間只有一個礦工能將做好的新區塊發布到網路上。
圖片看不懂也沒關係。總之，這個額外的工作非常考驗計算機的運算能力，計算機的運算能力越強，完成的時間就越短，挖礦成功的概率也就越高。
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為了不斷提高計算機的運算速度，最初使用的是個人計算機挖礦，每秒約60w次SHA-256函數演算法（比特幣「挖礦」的一種演算法），後來使用安裝有多個顯卡的個人計算機，每秒能計算幾億次函數演算法，現在一般使用專業的挖礦機，高端一點的挖礦機大約每秒能進行十萬億次函數演算法。
早期個人計算機
安裝多個顯卡的個人計算機
專業挖礦機
挖礦機內是一塊塊特製的挖礦晶元，有的礦工會將幾百台甚至幾千台挖礦機組合在一起進行挖礦。
挖礦機內特製的晶元
這時候也許你會發現，挖礦機的運算速度越來越快，那生成區塊鏈的時間就越短，這樣不就破壞了新區塊的生成規則？這點其實相關人員也早想到了，比特幣網路每2周調整一次這個「額外工作」的難度，將生成一個區塊的速度維持在平均10分鐘，有效地維護了比特幣網路的有序運行。
以上。
6
以下是比特幣兌美元歷史，有興趣了解下：
2010年 400:1
在比特幣論壇「bitcointalk」上，用戶群自發交易中，產生了第一個比特幣公允匯率。該交易是一名用戶發送10,000比特幣，購買了一塊價值25美元的披薩餅。
2011年 最低100:1
為了打破全球權威集團的金融封鎖，維基解密剛宣布接受比特幣捐助，全球最大的交易網站Mt. Gox就被黑客攻擊，當時比特幣價格迅速降到0.01$/BTC
2012年 最高1:33
2012年11月以前，比特幣的最高匯率為33美元。在2012年8月，比特幣的匯率為10美元左右。11月底，比特幣的匯率為12.5美元左右。
2013年 最高1:1200
3月30日，全部發行比特幣按市價換算為美元後，總值突破為10億美元。對美元的初始匯率2月開始，比特幣的匯率由2月的20美元急升至4月的180美元，據此按照已經產出的比特幣總數來計算，比特幣的總市值約為20億美元。 5月30日，Facebook前高管Chamath Palihapitiya在彭博社發表文章預期，比特幣將在10年內升值3,000倍。11月28日,比特幣成交價首次突破1000美元。12月1日，比特幣漲521%，價格首次超越1盎司黃金價格。
2014年 1:750-1000
2014年中旬，比特幣匯率又一次因為比特幣交易所Mt. Gox遭到黑客襲擊急劇波動。原因是他們忽略了2013年2月19日更安全可靠的比特幣0.8.0系統發行，沒有及時更新自己的2011年操作系統，為黑客帶來可乘之機。
2017年11月28日 韓國交易所幣價超過1w美元
2018年7月18日 約1:7445
註：以上圖片皆來自網路，侵刪。
參考資料：
比特幣原理：https://www.youtube.com/watch?v=obRzfcvMshM
維基百科-比特幣：https://zh.wikipedia.org/zh/%E6%AF%94%E7%89%B9%E5%B8%81
比特幣白皮書：https://bitcoin.org/bitcoin.pdf
白皮書中文翻譯：www.gxn.io/files/book/bitebibaipshu.pdf
Bitcoin-比特幣：https://cn.investing.com/crypto/bitcoin/historical-data
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