2018年全球比特币挖矿原理及矿机产出模型简介（图）

比特币“挖矿”原理介绍

比特币的主要原理及其背后的区块链技术是

构建一个全球分布式账本，每个参与的账户验证和打包节点可以查询自创建以来发生的所有交易的存储细节，以确保任何账户中的一笔钱不会被花两次。每 10 分钟发生一次的交易被打包成一个“区块”，采用加密签名技术，后一个区块利用前一个区块的签名信息对自己进行签名，形成一个签名“链”。这样的“区块链”可以保证账户和交易信息不被篡改。 （红圈）

参考冠岩天下发布的《中国矿用钢市场发展分析及投资价值评估报告》

未确认的交易每时每刻都会广播到全网，然后所有愿意参与验证交易的节点（比特币矿工）会根据历史区块链选择一些未确认的交易，每10分钟将它们打包成一个“区块”，但不会比特币矿工打包的所有区块都是有效区块，但下一步是参加难度越来越高的算术竞赛，获胜者的结果可以被全网认可并获得奖励（新发行的比特币）（绿色圆圈）。同时，多人获胜时，需要只保留一个矿工通过投票机制产生的结果，其他人的确认无效。

未确认的交易每时每刻都向全网广播，然后所有愿意参与验证交易的节点（比特币矿工）会每10分钟选择一些未确认的交易与历史区块进行比对链进行验证并打包成一个“块”，但并不是所有比特币矿工打包的块都是有效块，但接下来需要参加难度越来越高的算术比赛，获胜者的结果可以得到全网的认可和奖励（新发行的比特币）（绿圈） 同时，多人获胜时，需要只保留一个矿工通过投票机制产生的结果，其他人的确认无效。

蓝色圆圈更详细地解释了区块的组成和生成：最后一个确认区块的数字签名放置在区块头中，以确保形成一条“链”，中间数据部分保存了矿工的选择和经过验证的交易，最后是尾数和区块的数字签名。区块链主要依靠哈希表（hashtable，一种字符串变换操作）计算的一个属性：众所周知，哈希表的输出很难逆向计算哈希表输入的原文——“单向”。所谓“挖矿”的本质就是为区块中的交易信息计算一个哈希值作为签名，但并不是任何一个哈希值都是有效的，并且人为指定结果字符串的头部由几个连续的零。为了得到这样一个特殊的哈希值，“矿工”只能在交易信息上附加一个随机尾数，然后计算哈希，试图得到一个符合要求的值。如果结果不满足，只能更改尾数，重新计算。

图片：区块链和比特币挖矿原理

“挖矿”的本质是反复计算随机字符串的哈希值，并检查结果字符串的头部是否有足够的零。为了保证每个区块的生成时间有足够的间隔，周期性地自动增加“挖矿”所需的零头数量，人为增加计算随机数的“碰运气”难度。

采矿设备的基本盈利能力分析

在矿场购买比特币矿机的根本目的是通过消耗电力获得比特币，然后将比特币兑现以支付资本投资。摊销，电费，以及少量的劳动工资，最终盈利。因此，要分析比特币矿机和矿机行业能否盈利，首先要了解比特币矿场的运作情况。

挖矿的本质可以简单理解为世界上所有的挖矿设备通过计算随机数的哈希值来进行抽签。中奖概率为设备算力/全球总算力；而中奖后的比特币收益在四年内基本保持稳定，但每四年会跳涨减半。

但是对于单比特机挖矿设备，一旦制造出来，它的收入就在不断的减少，因为世界的计算能力在不断的增加。矿机算力提升有几个因素：

当最新技术的挖矿设备上市后，算力呈指数级增长；

而当比特币价格相对稳定时，当矿机产能相对稳定时，算力增速趋于放缓至线性增速，制约增速的主要因素是产量采矿设备容量；

当比特币价格开始下跌的同时，由于现阶段挖矿投资可能流失比特币挖矿机最新价格，下游投资需求放缓，导致算力增长缓慢。

由于单个矿机的中奖率是设备算力/全球总算力，而全球总算力不断增长，单台矿机的收益将持续下降并逐渐递减趋于零。单个矿工的功耗（主要运营成本）大致恒定。因此，当启动矿机获得的比特币兑换成现金时，还不足以支付电费。除非未来比特币价格上涨，否则矿机基本上处于报废状态，不应该再次开启。

矿场矿机报废的主要原因往往是新一代矿机（主要依靠提高设备制造技术水平）提高了计算速度，降低了能耗。因此，矿场本质上是一场“军备竞赛”的需求。当其他矿场大规模采用先进技术制造的设备时，自己的矿机将面临被淘汰的风险，应适时跟进并采用先进技术。 ASIC。可以得出第一个结论：在比特币价格不变的情况下，矿场运营商需要不断更新更先进的挖矿设备。

图：比特币矿机盈利能力分析

比特币价格与矿机行业订单关系分析

分析假设比特币的价格保持不变，但比特币的价格自诞生以来一直波动很大。本节将分析比特币价格长期变化对矿机盈利能力的影响以及对矿场运营商需求的影响。

绿色曲线表示，当比特币兑美元/人民币等法币价格上涨并保持一定水平时，同一台矿机的法币收益率曲线相比黑色曲线有显着提升。而紫色区域代表的是同一个矿工可能的超额利润。从图中可以看出，紫色区域的面积不小，说明比特币价格的大幅涨跌对矿机的盈利能力影响较大。

图：比特币价格上涨后矿机盈利能力分析

当比特币价格快速上涨时，投资者和投机者可能对矿机运营的投资回报有更高的期望，从而刺激矿场的建设和扩张比特币挖矿机最新价格，增加上游矿机厂商的订单；挖矿将变得无利可图，矿场也将减缓矿机的扩容和更新换代。此时，来自上游矿机厂商的订单将锐减；

第二个结论：上游矿机厂商订单与业绩、比特币价格高度正相关。