比特币依靠工作量证明机制下的挖矿行为产出,挖矿既是新比特币铸造的唯一渠道,同时承担全网交易记账、维护区块链安全运转的核心职能,不存在任何中心化机构发行比特币。整个产出流程依托点对点网络运行,依靠算力竞争争夺区块记账权,竞争获胜的矿工能够获取系统发放的区块奖励,也就是新生成的比特币,除此之外还可以收获区块内用户支付的交易手续费。

挖矿的完整运转流程拥有清晰的逻辑链条,网络内所有转账交易完成之后会被广播全网,暂时存放在内存池中等待打包处理。矿工持续抓取池内的交易,优先选择手续费更高的交易构建候选区块,同时生成一笔特殊的coinbase交易,这笔交易专门用来接收区块奖励。区块搭建完成后,矿工需要持续对区块头进行SHA256哈希运算,不断更换随机数值反复试算,直到得出满足网络难度标准的哈希结果,这套计算不存在捷径,只能依靠硬件持续运算不断尝试。

当矿工率先算出符合条件的结果,就会把完整新区块向全网节点广播,其余节点会独立校验区块内交易是否合法、哈希结果是否达标,确认无误之后新区块正式接入区块链,本轮竞争宣告结束,矿工顺利拿到奖励。比特币协议内置难度自动调节机制,每产出2016个区块,网络自动重新调整运算难度,以此保证全球范围内平均每十分钟生成一个新区块,不会因为参与挖矿的算力增减打乱出块节奏。同时协议规定区块奖励会定期减半,持续控制比特币新增供给,总量上限永久锁定在2100万枚。

早期普通电脑CPU就能够参与挖矿产出比特币,随着全网算力持续扩张,竞争不断加剧,硬件经历GPU时代之后,逐步演化成ASIC专业矿机主导的格局。单独一台矿机挖到完整区块的概率极低,绝大多数参与者选择加入矿池,众多矿工联合贡献算力,一旦矿池成功挖出区块,再按照各个设备贡献的算力比例分配奖励。需要区分清楚,交易手续费属于市场自发形成的收益,区块奖励才是创造全新比特币的核心来源,未来区块奖励持续缩减后,手续费会成为矿工维持运营的主要收入。
