什麼是比特幣挖礦?
定義 · 比特幣挖礦
電腦透過解出工作量證明難題來競爭,把下一個交易區塊加進比特幣區塊鏈。贏家會拿到新發行的比特幣,加上該區塊的交易手續費。
比特幣沒有銀行在記帳。成千上萬台電腦都保存同一份帳本,也就是區塊鏈,而礦工負責提出每一頁的新內容。提出一頁要花真實的電力,網路會用新發行的比特幣來支付。
這個名字借用自黃金:投入努力,產出稀缺的東西,而且時間表誰都加速不了。不同於黃金,總量是固定的:一輩子就 21 百萬枚比特幣。
為什麼比特幣需要礦工?
數位貨幣有個「複製」問題。要怎麼防止有人把同一筆幣同時轉給兩個人?銀行用中央帳本解決。比特幣用挖礦解決,而且沒有人在掌控。
排序
確認誰先付款
一筆交易一旦被放進區塊,之後再花同一批幣的第二筆交易就無效。
成本
讓改寫歷史變得很貴
每個區塊都會承諾前一個區塊。想改舊區塊,就得把之後所有工作全部重做,而且要比所有人都快。
問題
依照規則產生幣
新的比特幣只會以區塊獎勵的形式出現,而且每個節點都會驗證。沒人能額外印鈔。
中本聰在 2008 的白皮書裡就把這點講清楚了,而網路從 3 年 1 月 2009 日的創世區塊起,就一直在產生區塊。
比特幣挖礦怎麼運作?一步一步帶你看
- 1
你送出比特幣
你的錢包會廣播一筆已簽名的交易。節點會驗證它,並先放進mempool。
- 2
礦工建立一個區塊
它會挑選待確認的交易,通常是手續費最高的那些,然後加上一筆 coinbase 交易,把獎勵付給自己。
- 3
它會對區塊標頭做雜湊
對區塊的 80 位元組摘要做雙重 SHA-256。結果有沒有低於目標值?幾乎不會。
- 4
它會改 nonce,然後再試一次
全世界所有礦工加起來,每秒要試上兆次。
- 5
有人中獎
他們會廣播這個區塊。其他人用一次雜湊就能驗證,幾毫秒就搞定。
- 6
鏈會變長
礦工會開始挖下一個區塊。你的交易現在有 1 次確認,之後每新增 1 個區塊就再多 1 次。
礦工實際在雜湊什麼:80 位元組
- Version 4 B · 規則集
- Previous block hash 32 B · 把區塊串起來
- Merkle root 32 B · 每筆交易的指紋
- Time 4 B · 時間戳記
- Target (bits) 4 B · 雜湊必須低到什麼程度
- Nonce 4 B · 礦工一直在改的數字
試試看:在你的瀏覽器挖一個區塊
這是真正在你的裝置上跑的工作量證明。按下 挖礦,你的瀏覽器會一個 nonce 接一個 nonce 地試,直到雙重 SHA-256 的雜湊以你選的零開頭。每多一個零,難度大約就會變成 16 倍。
互動式 · 在瀏覽器裡挖出一個區塊
真實的 SHA-256d 工作量證明,簡化版區塊標頭
區塊雜湊(雙重 SHA-256)
改動交易內容:哪怕只改一個字,雜湊也會整個變掉。
嘗試次數:0
你的算力:不適用
時間:0.0 s
真實區塊用的是二進位 80 位元組的區塊標頭,還有精確的 256 位元目標值,不是用數前導零。以現在的目標值來說,網路平均需要大約 4.9 × 1023 次雜湊,才能找到一個區塊。
什麼是工作量證明?
定義 · 工作量證明(PoW)
一種系統:做出有效結果需要大量、可量化的運算,但驗證很便宜。在比特幣裡,工作就是找到一個區塊標頭,讓它的雙重 SHA-256 雜湊值低於網路目標值。
Adam Back 的 Hashcash(1997)把這個概念用在對付垃圾郵件。比特幣用它來讓陌生人能同意同一段歷史。每個區塊都代表真實消耗的能量,所以工作量最多的那條鏈最難造假,節點也會跟著那條。
SHA-256 會把任何輸入變成看起來隨機的 256 位元輸出,只要有一個 bit 變了,輸出就會完全不同。比特幣會跑兩次。區塊標頭的 nonce 只有 32 位元,大約 4.3 十億種可能值,現代 ASIC 在不到一秒內就能跑完。之後礦工會去調整 coinbase 交易裡的「extra nonce」(會改變 Merkle root),然後重新開始。
比特幣挖礦獎勵從哪裡來?
挖到區塊的礦工會拿到兩樣東西,都是透過 coinbase 交易支付:新產生的比特幣,也就是 區塊補貼(目前是 3.125 BTC),以及這個區塊裡每筆交易的 手續費。
今天的平均區塊獎勵:3.145 BTC
這筆獎勵要等到上面再新增 100 個區塊後才能花。如果兩個礦工幾乎同一時間挖到區塊,網路會保留其中一個,另一個就會變成過時(孤兒)區塊,拿不到任何收益。
什麼是比特幣減半?
定義 · 減半
每 210,000 個區塊,區塊補貼會按計畫減少 50%,大約每四年一次。這寫在比特幣規則裡,所以供給量會慢慢逼近 21 百萬枚,但永遠不會超過。
每個區塊的新比特幣數量,按時代來看
點一下欄位
第 4 次減半 · 現在
2024 年 4 月 20 日
從區塊 840,000
每日新增 BTC
≈ 450
每個區塊 3.125,144 個區塊
到該時代結束前已挖出
20.34M
佔 21 百萬的 96.9%
減半會讓礦工從新發行幣拿到的收入一夜之間砍半。電費貴或機器老的礦工可能會關機,難度下降,還在跑的人就能分到更大一塊。補貼大約在 2140 降到 0,從那之後獎勵就只剩手續費。
| 世代 | 從區塊開始 | 日期 | 補貼 |
|---|---|---|---|
| 啟動 | 0 | 2009 年 1 月 3 日 | 50 BTC |
| 第 1 次減半 | 210,000 | 2012 年 11 月 28 日 | 25 BTC |
| 第 2 次減半 | 420,000 | 2016 年 7 月 9 日 | 12.5 BTC |
| 第 3 次減半 | 630,000 | 2020 年 5 月 11 日 | 6.25 BTC |
| 第 4 次減半 | 840,000 | 2024 年 4 月 20 日 | 3.125 BTC |
| 第 5 次減半 | 1,050,000 | 約 2028 年 4 月(估計) | 1.5625 BTC |
什麼是挖礦難度?
定義 · 挖礦難度
找到有效區塊雜湊有多難。比特幣每 2,016 個區塊(大約兩週)會重新計算一次,讓區塊大約每 10 分鐘就能產生一次,不管有多少算力加入或離開。
礦工變多不代表會有更多比特幣。只會讓區塊在一段時間內出得更快,接著難度上升,每次雜湊中獎的機率就變更低。拖曳滑桿看看。
當礦工加入或退出時會發生什麼事
2,016 個區塊需要
9.3 天
之後的難度
×1.50
算力不變的礦工收入
×0.67
簡化版:調整一次,算力穩定。實際的難度重算會把最近 2,016 個區塊跟兩週做比較,難度最多只能往上或往下調整 4×。
所以礦工能賺多少,取決於他在全網的占比。你的算力除以全網算力,就是你長期來看應該預期能挖到的區塊比例。
什麼是算力?
定義 · 算力
礦機或整個網路每秒會計算多少次雜湊。用 H/s 加上公制前綴表示:kH/s、MH/s、GH/s、TH/s、PH/s、EH/s,每一級都是上一級的 1,000 倍。
每秒雜湊數,每一級通常都是前一級的 1,000 倍以上
沒人看得到每一位礦工,所以網路算力是依目前難度下區塊被找到的速度來估算的。短期數據波動很大。需要換算單位?試試 算力換算器。
挖比特幣用的是什麼硬體?
2009 到 2010
CPU
任何電腦都能挖礦。Satoshi 用一台電腦挖出了最早的幾個區塊。
2010 到 2013
GPU
顯示卡可以並行跑很多次雜湊,讓 CPU 變得沒什麼用。
2011 到 2013
FPGA
可重新編程的晶片。效率更好,但壽命短。
2013 到今天
ASIC
只做 SHA-256 的晶片。每一代每次雜湊耗能都更低。
ASIC 只做一件事:把 SHA-256 算得超快,所以現在用電競 PC 挖比特幣是沒用的。比較機器時,最重要的是 效率,也就是每太雜湊的焦耳數(J/TH)。它從 2010 年代中期大約 100 J/TH,降到近年機器的 20 J/TH 以下。我們的 挖礦機指南比較了目前的機型。
什麼是礦池?
定義 · 礦池
把算力合在一起,任何一個人挖到區塊就分配該區塊的獎勵,並按各自投入的工作量比例分帳的礦工。
自己挖的話,一台 ASIC 可能要等好幾十年才等得到一個區塊。在礦池裡,它會因為「shares」拿到報酬,也就是符合礦池設定的較容易目標的雜湊,用來證明它做了多少工作量。
一台機器,30 天
| 出金方式 | 怎麼賺到錢 | 誰在承擔運氣波動 |
|---|---|---|
| PPS(按 share 付費) | 每份額固定給付,不管有沒有找到區塊 | 礦池 |
| FPPS(每股全額支付) | 像 PPS 一樣,另外再分到一部分平均手續費 | 礦池 |
| PPLNS(按最近 N 份 shares 付費) | 把每個挖到的區塊,分給近期的份額 | 礦工:波動更大,手續費通常更低 |
礦池通常會抽幾個百分點。少數大型礦池挖到大部分區塊,大家擔心是合理的。不過礦工隨時都能換礦池,而且礦池不控制他們的硬體。
在 2026 挖比特幣有利可圖嗎?
收入取決於你在全網算力中的占比。成本主要是電費,接著是硬體、礦池費和散熱。礦工常把收入濃縮成 hashprice:每 TH/s 每天的預期收益。
現在大約是 0.0000005581BTC,也就是每 TH/s 每天 $0.0473(即時估算,每小時更新)。一台標示效率為 E J/TH 的機器,每 TH/s 每天會耗電 E × 24 ÷ 1000 kWh。把兩個一起算:
扣掉電費後,每 TH/s 每天的獲利
電便宜、機器夠省電的人會贏。大型礦場會去找每 kWh 幾美分的電,常見是多餘或被閒置的能源。家用電價通常會讓家用挖礦利潤很薄,甚至虧錢。全網算力也常常會成長,所以同一台機器每年挖到的 bitcoin 通常會少一點。你可以用挖礦利潤計算器自己算算看。
比特幣挖礦要用多少能源?
很多,而且是故意的:成本才讓帳本很難被改寫。Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index 估計每年的用電量和一個中型國家差不多。
成本
質疑點
如果電力來自化石燃料,就會有環境成本,而這些運算除了保護網路之外沒有別的用途。
彈性
礦工可以搬家
礦機幾乎哪裡都能跑,幾秒內就能關機,所以很多人會追著多餘或被閒置的能源跑,像是燃燒放空的天然氣或過剩水力;也有人把這種可快速啟停的彈性賣回電網。
J/TH ↓
機器會越來越強
每一代每次雜湊所需的能耗都更低,但總算力也一直在增加,所以總耗能也持續成長。
現在你要怎麼挖比特幣?
| 選項 | 前期成本 | 工作量 | 你會拿到什麼 |
|---|---|---|---|
| 家用 ASIC | 好幾千美元,外加電費 | 高 | 你在自己選的礦池裡,用你自己的算力 |
| 託管 ASIC | 機器加上託管費 | 中 | 你的機器放在別人的機房 |
| 雲端挖礦合約 | 合約價格 | 低 | 來自租用算力的獎勵。品質差很多。 |
| 挖礦 App(CloudMineCrypto) | 免費;付費方案為選用 | 非常低 | 用手機就能拿到 BTC 挖礦獎勵,來源包括免費方案、廣告、遊戲和優惠,可提領到你的錢包 |
| 買比特幣 | 任何金額 | 非常低 | 比特幣,不涉及挖礦 |
想跑真的硬體?就去買一台礦機。只是想持有比特幣?通常直接買比挖一點點更便宜。想零成本、沒噪音地挖?先用免費 App 開始,需要更快再選擇加購付費方案就好。我們的 如何開始比特幣挖礦 指南有個選擇器,會依你的情況幫你權衡;免費比特幣挖礦 則整理了不花錢的路線。
雲端挖礦可靠嗎?怎麼看出詐騙
雲端挖礦是你付錢給別人拿挖礦獎勵,而不是自己跑硬體。這想法不錯,但也很容易遇到不肖業者,因為客戶看不到機器。你在付錢給任何人前,先確認:
好跡象
- 用清楚的公式,把獎勵和算力、即時網路資料連起來
- 免費或小額就能開始,而且提領也能先試試看
- 條款白話、費用與限制透明,不承諾獲利
- 一份你能查的長期公開紀錄,就像 App Store 評分一樣
看到這些就別碰
- 保證、固定或「每日 ROI」回報
- 需要靠拉人頭才有的獎勵
- 提領時突然要求先付「手續費」或「稅金」
- 倒數計時器和逼你買更大方案的壓力
Where we stand: CloudMineCrypto is a mining rewards app you can use for free, with the free plan, ads, games, offers and daily check-ins, and paid plans as an optional boost that usually mines less than it costs. Your rewards come from your plans’ hashrate, any boosts and live network data, using the formula on this page, and you withdraw to your own wallet. Good to know: a plan isn’t ownership of specific hardware, and rewards are estimates, not guaranteed. The 獎勵規則 have the details.
什麼是 51% 攻擊?
如果有人掌握了超過全網一半的算力,就可能私下建立一條更長的鏈再公布,用它取代近期的區塊。這讓他們可以把自己的幣雙花,也能阻擋交易。不過他們還是不能從別人的地址拿走幣、無中生有創造新幣或改規則,因為節點會拒絕那種區塊。
在 811 EH/s 的規模下,那需要的硬體和電力會花上數十億,而且攻擊成功很可能會把攻擊者賺到的幣的價值一起打下去。這也是為什麼商家對大額付款會等好幾個確認。
比特幣挖礦詞彙表
- ASIC
- 只為一件事打造的晶片。比特幣 ASIC 只計算 SHA-256 雜湊。
- 區塊
- 一批交易加上區塊標頭,大約每 10 分鐘加入一次。
- 區塊獎勵
- 補貼(新產生的比特幣)加上交易手續費,支付給該區塊的礦工。
- Coinbase 交易
- 區塊裡的第一筆交易。它會把報酬付給礦工。
- 確認
- 每多一個區塊,就會疊在包含那筆交易的區塊之上。
- 難度
- 找到有效區塊有多難。每 2,016 個區塊重設一次。
- 減半
- 每 210,000 個區塊,補貼減少 50%。
- Hashprice
- 每單位算力每天的預期收入,通常以每 TH/s 計算。
- 算力
- 每秒雜湊數。用來衡量挖礦算力。
- J/TH
- 每太哈希的焦耳數:能源效率。越低越好。
- Mempool(記憶體池)
- 等待被打包進區塊的有效交易。
- Merkle 根
- 用一個雜湊把區塊裡的所有交易都摘要起來。
- Nonce(隨機數)
- 標頭裡的一個 32 位元數字,礦工會改它來得到新的雜湊值。
- 孤塊(過期塊)
- 一個有效區塊,但在幾乎同時的競賽中輸了。
- 礦池
- 礦工共享算力與獎勵。
- 聰
- 比特幣的最小單位:0.00000001 BTC。
- 分享
- 符合礦池較容易目標的雜湊,用來計算每個礦工做了多少工作量。
- 目標值
- 區塊雜湊必須低於的 256 位元數字。
常見問題
用白話說,比特幣挖礦是什麼?
電腦彼此競爭,把下一個交易區塊加進比特幣的公開帳本。誰先靠純猜測找到低於目標值的雜湊值,誰就能拿到新產生的比特幣加上該區塊的手續費。
挖到 1 枚比特幣要多久?
整個網路一天大約產出 450 BTC(144 個區塊,每個 3.125 BTC,再加上手續費)。對個人來說,就看你在全網的占比。一台現代 ASIC 要累積到 1 枚比特幣,可能得花很多年。
我可以用手機或筆電挖比特幣嗎?
不划算。手機或筆電每秒只能算幾百萬次雜湊,但整個網路是幾百 EH/s。像 CloudMineCrypto 這類 App 讓你用手機免費挖礦,靠免費方案、廣告、遊戲、優惠和每日簽到累積,而不是讓手機去做雜湊運算。獎勵為預估值。
在 2026 挖比特幣現在還有利可圖嗎?
如果你電價便宜(大約每 kWh 低於 5 到 6 美分)又用高效率機器,就有可能。一般家庭電價通常就不划算了,因為還要算硬體、電費和礦池手續費。本頁的即時表格會顯示今天的利潤空間。
當全部 21 百萬枚比特幣都被挖完會怎樣?
每 210,000 個區塊,補貼就會減半,並在 2140 左右歸零。之後,礦工只靠交易手續費賺錢。
下一次比特幣減半是什麼時候?
在第 1,050,000 個區塊,當補貼從 3.125 降到 1.5625 BTC。以每個區塊 10 分鐘來算,大約會落在 2028 年春天左右;確切日期取決於出塊速度。
雲端挖礦是詐騙嗎?
不一定全部都這樣,但這類服務裡確實有很多。保證每日回報、拉人頭付費、提領突然要先付手續費,這些都是典型警訊。好的服務會說清楚獎勵怎麼算,讓你能免費或小額開始,也讓你可以提領。
挖比特幣合法嗎?
在大多數國家,可以。有些地方會限制或禁止,而且挖礦收入通常要課稅。請查你所在地的規定。
來源與延伸閱讀
- 《Bitcoin:點對點電子現金系統》(白皮書) · 中本聰(Satoshi Nakamoto),2008
- 區塊鏈指南:區塊標頭、工作量證明、coinbase · Bitcoin 開發者文件
- 挖礦指南:獨挖和礦池挖礦 · Bitcoin 開發者文件
- 難度 · Bitcoin Wiki
- 供給受控 · Bitcoin Wiki
- 劍橋比特幣用電量消耗指數 · 劍橋替代金融中心(Cambridge Centre for Alternative Finance)
- 挖礦儀表板:算力、難度、礦池 · mempool.space
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