比特幣採用的是 “PoW 工作量證明” 一種透過電腦算力進行解題，以獲得記賬權的機制，成功完成記賬即可獲得區塊獎勵 “比特幣”，因此算力與收益會有直接相關

PoW 工作量證明

共识算法是区块链网络的核心部分，因为它是区块链网络的所有参与者与节点就分布式账本的当前状态达成一致（共识）的协议。而比特币网络达成共识的方式则是基于 PoW 机制的挖矿。

比特币挖矿即是利用工作量证明使用有计算能力的硬件设备不断运算与验证来处理交易，让帐本便于验证却难以被窜改，保证网路安全与同步全网，并获得当做奖励的比特币手续费。比特币挖矿的操作者被称为矿工。

挖矿的本质是通过算力竞争暴力穷竭，以碰撞的方式最快计算出符合要求的 Nunce 值。同时，挖矿要求出前面拥有数个零的区块哈希值，要求的零的数目与挖矿的难度指数相关。比特币网络会根据系统总算力情况每产生2016个区块自动调整挖矿难度，产生区块的平均时间维持在10分钟左右。

比特币挖矿设备

由于比特币挖矿产量与节点的算力规模直接相关，记账权之争演变成了节点间的算力之争。目前，比特币矿业已经从中央处理器挖矿（CPU）发展到图形处理器挖矿（GPU），再到特殊应用积体电路挖矿（ASIC）。

在比特币早期，比特币挖矿的总算力较低，相对难度不高，因此可使用基础的 CPU 挖矿。而随比特币价值水涨船高，越来越多的矿工如雨后春笋般出现，挖矿难度也水涨船高。2010 年 CPU 被puddinpop 的 CUDA Miner 发布的 GPU 取代，GPU 拥有较多核心的架构，速度相对较低更为适合并行运算，这与比特币挖矿的工作模式不谋而合。

两年后，又有硬件开发公司发明了专门用于挖矿的硬件设备，比当时的 GPU 挖矿快约 200 倍，最终产生了 ASIC 芯片制造业和比特币矿场的整个产业。目前，比特币算力主要集中于多个大型矿池手中，头部六大矿池就占约占据了比特币网络总算力的75%以上。

图源：btc.com (https://btc.com/stats/pool?pool_mode=week)

比特币内存池

在用户提交的交易交由矿工打包上链前，会在比特币内存池中汇总储存，比特币网络的每个节点都有自己的内存池。由于节点的储存能力，以及比特币网络处理交易的能力有限，一旦内存池中交易的总数据量达到最大容量时，费用较低的交易就将被取消优先级，手续费较高的交易则会优先得到处理。

比特币减半

除了难度会随网络总算力自动调整外，比特币的挖矿产量也会随着区块产出而不断降低。比特币网络启动之初，每生产一个区块就会有 50 个 BTC 的奖励。但每当比特币网络产生 21 万个区块，区块的比特币奖励就会减半。

若10分钟产生一个区块计算，比特币网络约每4年将会减半一次。最终于 2140 年，比特币挖矿奖励减少到0，比特币流通总量将达到最大值2100万枚。从此之后，矿工挖取新区块将不再能够获得挖矿奖励，而只能获得来自交易用户的手续费收益。

比特币减半是加密货币行业最为重要的增长叙事之一。有理论（如S2F模型）认为减半意味着比特币稀缺性的提高，这种稀缺性将最终反映在比特币价格之上。而迄今为止的每次减半，最终確實都推升了比特币价格上漲。

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Highlights
比特幣採用的是 "PoW 工作量證明" 一種透過電腦算力進行解題，以獲得記賬權的機制，成功完成記賬即可獲得區塊獎勵 "比特幣"，因此算力與收益會有直接相關
礦工為賺取更多收益，有動機提升設備的運算能力，從最初的 CPU、GPU 發展出針對該演算法的芯片 ASIC；設備成本增加，且算力多集中在許多大型礦場
比特幣每 4 年發行量會減半，這意味著 BTC 更加稀缺，是加密貨幣行業的重要敘事。迄今为止，每次減半後的比特幣價格都有顯著上漲