NBS:比特币挖矿：一种公平的发行机制

今天，我们就来介绍一下比特币的诞生和比特币的发行机制。

 01 比特币的诞生

比特币是由中本聪发明的密码货币，比特币的第一个区块，同样是由中本聪挖出来的。中本聪既是比特币的发明者，又是比特币最早的矿工。

比特币诞生有两个标志性的事件：一个是比特币白皮书的发布，另一个是比特币创世区块被挖出。

2008 年 11 月 1 日，中本聪将比特币白皮书链接发布在密码朋克邮件小组；

2009 年 1 月 3 日，在芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上，比特币创世区块被挖出，这标志着比特币网络的正式运行。用人形象地把从白皮书发布，到创世区块被挖出这段时间比喻为比特币的十月怀胎，创世区块被挖出比喻为比特币的诞生。

中本聪创造比特币的原因，从刻在创世区块的那段话上可见一斑。中本聪把当天的《泰晤士报》的头版标题：“The Times 03/Jan/2009，Chancllor on brink of second bailout for banks”刻在比特币的创世区块上，暗示各国政府滥发货币以及不合理的货币政策是导致当时全球经济危机的根本原因。

观点：比特币与标普500指数相关性处于历史最高水平:数字资产管理公司Capriole Investments负责人Charles Edwards表示，“自6月10日以来，比特币与标普500走势重新关联，相关性处于历史最高水平。高度的恐惧和不确定性（例如VIX）=高度的相关性。”有观点认为，越来越多的机构进入市场，为其投资组合交易系统添入加密货币，从而引发了数字货币与传统市场之间日益紧密的联系。（Bitcoinist）[2020/6/22]

在全球性金融风暴的时代背景下，中本聪创造了比特币，开启了一个影响巨大的社会实验。

 02 比特币和法币有什么不同

比特币和各国的法定货币最大的区别主要体现在以下几点上：

法币发行总量没有上限限制，比特币的发行总量是确定的，约为 2100 万；

动态 | 比特币全网未确认交易32369笔:据btc.com数据显示，目前比特币全网未确认交易数量为32369笔，比特币全网算力为46.11EH/s，24小时交易速率为4.2 txs/s。截至目前比特币全球均价为5337.26美元，最近24小时涨幅为0.96%。[2019/4/23]

法币是由中心化的组织——银行来记账，而参与比特币记账的人员是分布式的矿工群体；

法币的使用是被各国政府严格监管的，而分布式记账的比特币能更加自由地流通，只要有网络就可以自由流通；

……

拿转账这个例子来对比法币和比特币的不同：

你从银行账户上转账 100 元给张三，你的银行账户会减少 100 元，张三的账户上会增加 100 元，这个记账过程是由银行来完成的。

行情 | 比特币全网未确认交易3000多笔:据btc.com数据显示，目前比特币全网未确认交易数量为3652笔，比特币全网算力目前为39.63EH/s，24小时交易速率为2.46交易/秒。截至目前比特币全球均价为6197.84美元，最近24小时跌幅为2.8%。[2018/7/13]

同样场景发生发生在比特币上，记账方式就不一样了。你给张三的“比特币账户”转 1BTC，你的“比特币账户”会减少 1BTC，张三的”比特币账户“增加 1BTC，这个记账过程是由分布式的矿工完成记账的，具体是哪一名矿工记录这笔转账，事先是不确定的。

为什么是这样呢？这要从比特币发行、激励，也就是挖矿机制说起。

 03 比特币的发行与挖矿

法币是以债务的形式增发的，谁能拥有更多债务，谁就可以享受更多的法币增发红利。这并不是一个公平的分配方式。比特币的发行方式又是怎样的呢，它能否保证发行的公平性呢？

Coindesk分析师：比特币必须突破8500美元:Coindesk分析师Omkar Godbole的文章，技术图表显示，阻力位在8500美元上方将确认比特币的熊市已经结束。上周末，Bitfinex平台上比特币价格锁定了3周高点8458美元，同时，上周四证实了短期反转的信心。此外，从6425美元（4月1日低点）的30％反弹证明，令人担忧的“死亡交叉”实际上是一个熊市陷阱。尽管如此，比特币还不能令人放心，这是因为比特币尚未解除自12月17日以来建立的下行趋势线。[2018/4/17]

中本聪设计比特币总量为 2100 万枚，如何公平地分发这些比特币，如何激励人们来参与比特币系统的记账，分布式的记账方式如何保障账本的一致性？这些看起来都是问题，天才中本聪设计了很巧妙的方案，使这些问题得到很好解决。

要想获得比特币，就要参与挖矿。什么是挖矿呢？挖矿就是不断地进行哈希运算，去寻找符合比特币系统要求的答案。谁最先找到符合要求的答案，谁就挖出了新的区块，他就能得到对应的比特币奖励，这个过程被称为挖矿。比特币系统会根据所有参与者的计算能力的大小，每隔一段时间自动调节挖矿难度。

因高额网络费 HitBTC比特币充值需收费:HitBTC宣布，从12月22日（上周五）开始，所有用户充值比特币都将收取一笔固定的费用，此项费用将由HitBTC从充值资产中直接扣除，相当于0.0003 BTC。该交易所还提醒用户，若充值比特币低于或等于该额度，则将扣除全部金额，且不予退还。[2017/12/26]

挖矿的过程可以简单理解成抛硬币的公平游戏：

每次抛 256 枚硬币，看谁第一个抛出前 N 枚硬币连续为正面，谁就能获得对应的游戏奖励。这个游戏会根据参与的人数来调整难度，如果玩的人少一些，难度就低一些，即最前面连续为正面的硬币数量就要少一些；玩的人多一些，难度相应的提高一些，即最前面连续为正面的硬币数量要多一些，以维持平均每局游戏时间在 10 分钟。

这个类似”抛硬币“游戏的挖矿过程，解决了三个问题：

1）如何公平地分发比特币的问题。挖矿需要投入矿机，矿机数量越多，性能越好，单位时间计算速度就越快，也就有更大的概率获得比特币奖励。这也就是人们常说的工作量证明机制（PoW），付出的工作越多，得到的奖励也就越多。此外，比特币挖矿是无须许可的，任何人都有参与和退出挖矿的自由，这点上也体现了比特币挖矿的公平性。

2）如何激励矿工的问题。挖矿能得到比特币奖励，矿工因此有动力去挖矿。

3）明确了记账权，保证了所有矿工记账信息的一致性。谁最先挖出新区块，谁就获得这个区块的记账权，其他矿工都会同步该矿工所记的账，这就保证了账本的一致性，方便对账、查账。挖到了新区块就能得到系统奖励，为什么矿工还愿意记账呢？这正是下面要说的问题。

矿工挖出新区块，有两部分奖励，一部分就是系统给的出块奖励，一部分是打包交易的手续费，俗称矿工费。矿工费不仅是为了激励矿工记账，而且这还与比特币减半机制和发行总量密切相关，甚至与比特币的寿命密切相关。

比特币系统奖励是会变化的。最初，每挖出一个新区块获得 50BTC 的系统奖励（也叫出块奖励），每 21 万个区块后，系统奖励减半一次，直至比特币不可分割的最小单位“聪”（1 亿聪 = 1BTC），所有比特币分发完毕。

按照减半规则，到 2140 年 2100 万（精确数据为 20999999.9769）比特币全部挖出。减半规则和比特币最小可分单位，决定了比特币总量。

▲比特币减半周期和发行总量

比特币出块奖励不断减半，也就意味着系统奖励对矿工的激励越来越小了，2140 年后，所有的比特币分发完毕，用什么方式来激励矿工继续挖矿呢？答案是转账手续费。

如前文举例，你给张三转账 1BTC，这个过程需要矿工记账，需要给记账的矿工支付手续费，俗称矿工费。随着比特币的发展，比特币用户持续不断增加，链上交易逐步增加，交易手续费也将持续增长，它将取代出块奖励，成为矿工主要的收入来源，交易手续费成为持续激励矿工的有效机制。

对比特币稍有了解的读者，应该知道，目前比特币的区块上限只有 1M，按照平均每笔交易 250B 大小计算，一个区块最大能记录 4000 多笔转账。

随着出块奖励的不断减半，保持 1M 区块上限的比特币，能持续健康的发展吗？这个问题先留着，我们后续的文章来探讨。

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