比特幣挖礦機(jī)，簡稱礦機(jī)，指的是用于賺取比特幣的電腦，這類電腦一般有專業(yè)的挖礦芯片，多采用安裝大量顯卡的方式工作，耗電量較大。礦機(jī)下載挖礦軟件后運(yùn)行SHA256哈希算法。通過解決數(shù)學(xué)難題完成交易驗(yàn)證并防止雙重支付問題，成功生成新區(qū)塊的礦工可獲得區(qū)塊獎勵和交易手續(xù)費(fèi)。
比特幣挖礦機(jī)價(jià)格從一臺2、300元到20萬元不等，任何一臺電腦都能成為挖礦機(jī)，只是收益會比較低，可能十年都挖不到一個比特幣，故已開發(fā)出專業(yè)的比特幣挖礦機(jī)，主要挖礦機(jī)有著ASIC礦機(jī)、GPU礦機(jī)、IPFS礦機(jī)和FPGA礦機(jī)4種類型，但也存在著電費(fèi)高、硬件支出、系統(tǒng)安全等風(fēng)險(xiǎn)。礦場通常選址電費(fèi)低廉地區(qū)以降低運(yùn)營成本。截至2021年5月17日，全球比特幣挖礦的年耗電量大約是134.89太瓦時(shí)。
簡介
比特幣（Bitcoin）是一種由開源的P2P軟件產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)虛擬貨幣。比特幣挖礦制度為通過計(jì)算機(jī)硬件為比特幣網(wǎng)絡(luò)開展數(shù)學(xué)運(yùn)算的過程。比特幣經(jīng)濟(jì)使用整個P2P網(wǎng)絡(luò)中眾多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的分布式數(shù)據(jù)庫來確認(rèn)并記錄所有的交易行為。P2P的去中心化特性與算法本身可以確保無法通過大量制造比特幣來人為操控幣值。礦工們通過為比特幣網(wǎng)絡(luò)提供算力來換取獲得比特幣獎勵的機(jī)會。礦工們驗(yàn)證每筆新的交易并把它們記錄在總帳簿上。比特幣挖礦開始于CPU或者GPU這種低成本的硬件，不過隨著比特幣的流行，挖礦的過程出現(xiàn)較大變化。如今，挖礦活動轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場可編程門陣列上來，通過優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)哈希速度，這種模式的挖礦效率非常高。
任何一臺電腦都能成為挖礦機(jī)，只是受益會比較低，可能十年都挖不到一個比特幣。挖礦是增加比特幣貨幣供應(yīng)的一個過程，同時(shí)還保護(hù)著比特幣系統(tǒng)的安全，防止欺詐交易，避免"雙重支付"。很多公司已經(jīng)開發(fā)出專業(yè)的比特幣挖礦機(jī)，這種搭載特制挖礦芯片的礦機(jī)，要比普通的電腦運(yùn)算速率高幾十倍或者幾百倍。每10分鐘就會有一個新的區(qū)塊被“挖掘”出來，每個區(qū)塊里包含著從上一個區(qū)塊產(chǎn)生到目前這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的所有交易，這些交易被依次添加到區(qū)塊鏈中。
特點(diǎn)
價(jià)格及性能
比特幣挖礦機(jī)的價(jià)格從一臺兩三百元到20萬元不等。從2011年到2013年，高配置的比特幣“挖礦機(jī)”從1萬元漲到了30萬元，但性能也比此前好了不少。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，以前的老機(jī)器100天才能挖到1個比特幣，如今（2013年）的機(jī)器，100天就能挖到3.5個。
按照國內(nèi)組裝團(tuán)隊(duì)公布的礦機(jī)資料，一臺售價(jià)3000元的最低配置挖礦機(jī)，按照比特幣挖礦速度，30多天便可以回本。采礦速度10G/s的機(jī)器每天24小時(shí)能挖到大約0.03個比特幣，而13G/s的機(jī)器按照2013年的全網(wǎng)算力和難度，每天24小時(shí)能挖大約0.035個比特幣。
產(chǎn)值
按照比特幣產(chǎn)出的運(yùn)算公式，幾乎每逢4年都會產(chǎn)出減半，最終達(dá)到極值2100萬個。而每逢此時(shí)，都會大幅升值。這種沒有中央銀行控制的貨幣，與不斷量化寬松的現(xiàn)實(shí)貨幣相比，也將會不斷升值。到2013年，比特幣已經(jīng)產(chǎn)生出了大約1100萬個。
硬件支出
挖礦實(shí)際是性能的競爭、裝備的競爭，由非常多張顯卡組成的挖礦機(jī)，哪怕只是HD6770這種中低端顯卡，“組團(tuán)”之后的運(yùn)算能力還是能夠超越大部分用戶的單張顯卡的。而且這還不是最可怕的，有些挖礦機(jī)是更多這樣的顯卡陣列組成的，數(shù)十乃至過百的顯卡一起來，顯卡本身也是要錢的，算上硬件價(jià)格等各種成本，挖礦存在相當(dāng)大的支出。
原理
比特幣系統(tǒng)由用戶（用戶通過密鑰控制錢包）、交易（交易都會被廣播到整個比特幣網(wǎng)絡(luò)）和礦工（通過競爭計(jì)算生成在每個節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識的區(qū)塊鏈，區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€分布式的公共賬簿。包含了比特幣網(wǎng)絡(luò)發(fā)生的所有的交易）組成。
比特幣礦工通過解決工作量證明機(jī)制下的計(jì)算問題，參與比特幣網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行管理，主要承擔(dān)確認(rèn)交易及防止雙重支付的職責(zé)。這一過程基于算力競爭的記賬權(quán)機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通過競爭獲得記賬機(jī)會，成功獲得記賬權(quán)的節(jié)點(diǎn)將獲得比特幣作為獎勵，從而保障區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的去中心化記賬過程。由于散列運(yùn)算是不可逆的，查找到匹配要求的隨機(jī)調(diào)整數(shù)非常困難，需要一個可以預(yù)計(jì)總次數(shù)的不斷試錯過程。這時(shí)，工作量證明機(jī)制就發(fā)揮作用了。當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)找到了匹配要求的解，那么它就可以向全網(wǎng)廣播自己的結(jié)果。其他節(jié)點(diǎn)就可以接收這個新解出來的數(shù)據(jù)塊，并檢驗(yàn)其是否匹配規(guī)則。如果其他節(jié)點(diǎn)通過計(jì)算散列值發(fā)現(xiàn)確實(shí)滿足要求（比特幣要求的運(yùn)算目標(biāo)），那么該數(shù)據(jù)塊有效，其他的節(jié)點(diǎn)就會接受該數(shù)據(jù)塊。
中本聰把通過消耗CPU的電力和時(shí)間來產(chǎn)生比特幣，比喻成金礦消耗資源將黃金注入經(jīng)濟(jì)。比特幣的挖礦與節(jié)點(diǎn)軟件主要是透過點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字簽名、交互式證明系統(tǒng)來進(jìn)行發(fā)起零知識證明與驗(yàn)證交易。每一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播交易，這些廣播出來的交易在經(jīng)過礦工（在網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)）驗(yàn)證后，礦工可使用自己的工作證明結(jié)果來表達(dá)確認(rèn)，確認(rèn)后的交易會被打包到數(shù)據(jù)塊中，數(shù)據(jù)塊會串起來形成連續(xù)的數(shù)據(jù)塊鏈。每一個比特幣的節(jié)點(diǎn)都會收集所有尚未確認(rèn)的交易，并將其歸集到一個數(shù)據(jù)塊中，礦工節(jié)點(diǎn)會附加一個隨機(jī)調(diào)整數(shù)，并計(jì)算前一個數(shù)據(jù)塊的SHA256散列運(yùn)算值。挖礦節(jié)點(diǎn)不斷重復(fù)進(jìn)行嘗試，直到它找到的隨機(jī)調(diào)整數(shù)使得產(chǎn)生的散列值低于某個特定的目標(biāo)。
相關(guān)信息
2018年2月15日報(bào)道，由于中國監(jiān)管層對于虛擬貨幣挖礦產(chǎn)業(yè)的監(jiān)管逐漸收緊，各大礦主紛紛另尋出路，將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移至馬來西亞、白俄羅斯、加拿大甚至冰島等電力資源豐沛且成本較低的地區(qū)。
收益
比特幣的發(fā)行和交易的完成是通過挖礦來實(shí)現(xiàn)的，它以一個確定的但不斷減慢的速率被鑄造出來。每一個新區(qū)塊都伴隨著一定數(shù)量從無到有的全新比特幣，它作為coinbase交易獎勵給找到區(qū)塊的礦工。每個區(qū)塊的獎勵不是固定不變的，每開采210000個區(qū)塊，大約耗時(shí)4年，貨幣發(fā)行速率降低50%。在比特幣運(yùn)行的第一個四年中，每個區(qū)塊創(chuàng)造出50個新比特幣。每個區(qū)塊創(chuàng)造出12.5個新比特幣。隨著挖礦獎勵的遞減，以及每個區(qū)塊中包含的交易數(shù)量增加，交易費(fèi)在礦工收益中所占的比重將會逐漸增加；預(yù)計(jì)到2140年，區(qū)塊獎勵將停止發(fā)行，此后礦工的收益將完全由交易費(fèi)構(gòu)成。除了塊獎勵外，礦工還會得到區(qū)塊內(nèi)所有交易的手續(xù)費(fèi)。
挖礦機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)
電費(fèi)問題
顯卡“挖礦”要讓顯卡長時(shí)間滿載，功耗會相當(dāng)高，電費(fèi)開支也會越來越高。國內(nèi)外有不少專業(yè)礦場開在水電站等電費(fèi)極其低廉的地區(qū)，而更多的用戶只能在家里或普通礦場內(nèi)挖礦，電費(fèi)自然不便宜。甚至云南省某小區(qū)有人進(jìn)行瘋狂挖礦導(dǎo)致小區(qū)大面積跳閘，變壓器被燒毀的案例。
硬件支出
挖礦實(shí)際是性能的競爭、裝備的競爭，有些挖礦機(jī)是更多這樣的顯卡陣列組成的，數(shù)十乃至過百的顯卡一起來，硬體價(jià)格等各種成本本身就很高，挖礦存在相當(dāng)大的支出。除了燒顯卡的機(jī)器，一些ASIC（應(yīng)用專用集成電路）專業(yè)挖礦機(jī)也在投入戰(zhàn)場，ASIC是專門為哈希運(yùn)算設(shè)計(jì)的，計(jì)算能力也相當(dāng)強(qiáng)勁，而且由于它們的功耗遠(yuǎn)比顯卡低，因此更容易形成規(guī)模，電費(fèi)開銷也更低，單張獨(dú)立顯卡很難與這些挖礦機(jī)競爭，但與此同時(shí)，這種機(jī)器的花費(fèi)也更大。
貨幣安全
比特幣的支取需要多達(dá)數(shù)百位的密鑰，而多數(shù)人會將這一長串的數(shù)字記錄于電腦上，但經(jīng)常發(fā)生的如HDD損壞等問題，會讓密鑰永久丟失，這也導(dǎo)致了比特幣的丟失。
系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)
系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)在比特幣這個里面非常常見，最常見的當(dāng)屬于分叉。分叉會導(dǎo)致幣價(jià)下跌，挖礦收益銳減。不過很多情況表明，分叉反而讓礦工收益，分叉出來的競爭幣也需要礦工的算力來完成鑄幣和交易的過程，為了爭取更多的礦工，競爭幣會提供更多的區(qū)塊獎勵及手續(xù)費(fèi)來吸引礦工。風(fēng)險(xiǎn)反而成就了礦工。
礦機(jī)種類
ASIC礦機(jī)
ASIC礦機(jī)是指使用ASIC芯片作為核心運(yùn)算零件的礦機(jī)。ASIC芯片是一種專門為某種特定用途設(shè)計(jì)的芯片，必須說明的是它并不只用于挖礦，還有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。這種芯片的特點(diǎn)是簡單而高效，例如比特幣采用SHA256算法，那么比特幣ASIC礦機(jī)芯片就被設(shè)計(jì)為僅能計(jì)算SHA256，所以就挖礦而言，ASIC礦機(jī)芯片的性能超過當(dāng)前頂級的電腦CPU。因?yàn)锳SIC礦機(jī)在算力上有絕對的優(yōu)勢，所以電腦、顯卡礦機(jī)開始逐漸被淘汰。
GPU礦機(jī)
GPU礦機(jī)，簡單的解釋就是通過顯卡（GPU）挖礦的數(shù)字貨幣挖礦機(jī)。在比特幣之后，陸續(xù)出現(xiàn)了一些其他數(shù)字資產(chǎn)，比如以太坊、達(dá)世幣、萊特幣等等，其中一些幣所用的算法與比特幣并不相同，為了達(dá)到更高的挖礦效率，礦工們做了不同的測試，最后發(fā)現(xiàn)SHA256算法的數(shù)字貨幣使用ASIC挖礦效率最高。而Scrypt等其他算法的數(shù)字貨幣用GPU顯卡挖礦效率最高，于是催生出了專門的GPU礦機(jī)。
IPFS礦機(jī)
IPFS類似于http，是一種文件傳輸協(xié)議。IPFS要想運(yùn)行，需要網(wǎng)絡(luò)中有許許多多的計(jì)算機(jī)（存儲設(shè)備）作為節(jié)點(diǎn)，廣義的說所有參與的計(jì)算機(jī)，都可以稱作IPFS礦機(jī)。而IPFS網(wǎng)絡(luò)為了吸引更多的用戶加入成為節(jié)點(diǎn)，為網(wǎng)絡(luò)做貢獻(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種名叫filecoin的加密貨幣，根據(jù)貢獻(xiàn)存儲空間與帶寬的多少，派發(fā)給參與者（節(jié)點(diǎn)）作為獎勵。狹義的說，專門以獲取filecoin獎勵為目的而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，稱為IPFS礦機(jī)。由于IPFS網(wǎng)絡(luò)需要的是存儲空間以及網(wǎng)絡(luò)帶寬，所以為了獲得最高的收益比，IPFS礦機(jī)通常會強(qiáng)化存儲空間、降低整機(jī)功耗等方面。比如裝備10塊以上大容量HDD，配備千兆或更高速度的網(wǎng)卡，使用超低功耗的架構(gòu)處理器等等。
FPGA礦機(jī)
FPGA礦機(jī)，既使用FPGA芯片作為算力核心的礦機(jī)。FPGA礦機(jī)是早期礦機(jī)之一，首次出現(xiàn)在2011年末，在當(dāng)時(shí)一度被看好，但活躍期并不長，后逐漸被ASIC礦機(jī)與GPU礦機(jī)取代。FPGA（Field-ProgrammableGateArray），中文名叫FPGA。比較通俗的理解是，F(xiàn)PGA就是把一大堆邏輯器件（比如與門、非門、或門、選擇器）封裝在一個盒子里，盒子里的邏輯元件如何連接，全部由使用者（編寫程序）來決定。
如果FPGA里面寫的是挖礦程序，那么造出來的就是FPGA礦機(jī)，而且由于FPGA靈活度高，所以不只是可以支持比特幣的SHA256算法，也可以支持GPU礦機(jī)擅長的Scrypt算法。FPGA礦機(jī)活躍的時(shí)期，相比同時(shí)代的CPU、GPU礦機(jī)，F(xiàn)PGA雖然算力性能不占優(yōu)，但功耗要低很多，綜合功耗比很高。
參考資料 >
鄂爾多斯驚現(xiàn)比特幣礦場 西部電價(jià)低挖礦成本低?.網(wǎng)易.2025-12-05
比特幣跨境傳銷吸金百億歐元 偷不到比特幣轉(zhuǎn)偷礦機(jī)和電.今日頭條.2025-12-03
比特幣“挖礦”1年的耗電量，已超瑞典全國用電量，位居全球第27，未來三年還…… .百家號.2025-12-02
網(wǎng)研網(wǎng)語 | 區(qū)塊鏈概述及技術(shù)分析.網(wǎng)易.2025-08-17
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