什么是挖矿？
挖矿（Cryptocurrency Mining）是在采用工作量证明（Proof of Work，简称 PoW）的区块链网络中，利用计算机硬件进行哈希运算，参与记录交易、生成新区块并维护网络安全的过程。 参与者被称为矿工。以比特币为例，矿工提交的区块符合规则并被网络采用后，可以获得新发行的比特币和区块内交易的手续费。
挖矿的核心功能
挖矿不仅与新币发行有关，也承担着交易记录和网络安全方面的作用。
把交易写入账本。 矿工收集并检查等待处理的交易，把它们整理成一个区块。区块是一批交易及相关数据，新的区块接在已有区块后面，形成持续更新的区块链。
提高改写记录的成本。 生成符合要求的区块需要投入计算。要改写已经被采用的历史记录，攻击者需要重新完成相应工作量，并追赶网络继续增加的区块。这个过程需要大量算力，从而增加篡改交易历史的难度。网络中的其他计算机（节点）仍会独立验证区块，计算投入不能让不符合规则的交易变得有效。
按规则发行新币并提供激励。 在比特币网络中，新币通过区块补贴发行，手续费则来自已有比特币的转移。两者构成区块奖励，为矿工投入设备和电力提供经济激励；其他网络的奖励分配规则可能不同。
挖矿是如何工作的？
以比特币为例，挖矿可以分为五个步骤：
收集并检查交易。 挖矿系统获取尚未入块的交易，检查签名、金额和资金是否已经被花费等条件。
组成候选区块。 将选定的交易整理成一个准备提交的新区块，并加入按规则领取奖励的特殊交易。
反复计算。 矿机不断调整候选数据，对区块头进行哈希运算。区块头包含区块的概要信息；哈希运算把这些数据转换成一个数值结果。矿机要找到不大于网络规定目标值的结果，通常需要进行大量尝试。
广播结果。 找到符合要求的结果后，挖矿系统把区块发送给网络中的其他节点。节点是运行网络软件的计算机，会独立检查交易、奖励和计算结果是否有效。
区块被采用，继续挖矿。 有效区块被采用到当前链上后，矿工可以按规则获得奖励，并继续参与下一个区块的竞争。如果同时出现多个有效分支，还要按网络规则选择采用的分支。
检查交易是否有效，与反复进行哈希计算，是流程中的不同工作。哈希计算用于竞争出块，其具体机制可继续阅读工作量证明。
算力表示单位时间内进行哈希计算的速率。矿工可以独立挖矿，也可以加入矿池。矿池把多个矿工的算力组织起来，再按贡献和结算方案分配收入。它通常通过矿工提交的工作份额（share）衡量贡献：这些计算结果达到矿池设定的较低难度门槛，但大多数还不足以成为全网接受的区块。参与矿池可以减少独立出块带来的收入波动，但不会凭空提高同等算力的理论出块机会。
挖矿需要什么设备？
所需硬件取决于网络采用的算法。比特币挖矿通常使用 ASIC 矿机：ASIC 是为特定计算设计的专用芯片，能够高效执行对应的哈希运算。部分其他工作量证明网络可以使用显卡等硬件，一种设备并不适用于所有网络。
除了矿机，还需要配套的运行条件：
供电设备与稳定电力：持续为矿机提供符合要求的电力，电源和线路需要承担设备负载。
散热系统与场地：设备运行会产生热量，需要通风或其他冷却设施；噪声和空间也影响场地选择。
网络连接：接收交易和新区块，及时提交计算结果。连接不稳定可能使矿机继续处理已经落后的任务。
挖矿软件：连接节点或矿池、获取计算任务、向设备分配工作并提交结果；相应的钱包或收款地址用于接收收入。
比较设备时，需要同时看算力和功耗，也就是计算速度和运行时消耗的电力。 同样算力的设备，耗电量、稳定性和维护成本可能不同。
主要风险与挑战
电费、设备和维护成本
挖矿收入需要覆盖电费、散热、维修、矿池费用和设备折旧。矿机购入后，即使正常运行，也不一定能收回成本。耗电量越高、电价越高，持续运行的成本通常越大。
币价和奖励变化
相同数量的奖励，在币价下跌时能换得的金额会减少。比特币的区块补贴还会按减半规则逐步下降，手续费收入也会随交易需求变化。补贴最终归零并不在协议层面关闭挖矿，但未来手续费能支持多少算力，不能仅凭发行时间表确定。
算力竞争与收入波动
在设备算力不变时，其他矿工增加算力，会降低它的相对份额。比特币也会根据过去的出块时间定期调整难度，使平均出块间隔接近目标。找到有效结果具有随机性，因此设备运行时间更长，并不意味着下一次一定轮到自己出块。
设备故障与运营风险
高温、断电、设备故障或网络中断会减少有效工作时间，还可能带来维修和安全成本。矿机更新换代也可能使旧设备失去成本优势。
加入矿池时，还要考虑费用、结算规则和运营方的支付能力。云挖矿通常是付费使用他人运营的算力，购买者依赖服务商实际提供算力并履约；宣传的回报不能替代对真实运营情况的核实。
能源与监管要求
挖矿能否在某地运营，还取决于当地对用电、场地、噪声、税务和相关经营活动的要求。这些要求因地区而异，也可能变化。协议允许参与，不等于任何场所都可以直接部署矿机。
因此，理解挖矿需要同时看网络机制、设备投入和实际运营条件，而不只是看能获得多少代币奖励。
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