科普 | 挖礦行業全景圖_比特幣

截止2019年7月，比特幣礦工年均創造了超過六十億美金的收益。

在密碼學貨幣領域，確保比特幣及其它密碼學貨幣網絡安全的基礎硬件和挖礦活動是一個經常被人忽視的市場。然而，挖礦與交易結合起來，是創造可觀利潤的核心市場之一。

在這篇文章中，我將分享比特幣及其它密碼學貨幣挖礦領域的概況、支撐挖礦的基礎硬件、行業的生態，并深入探究這個領域的收益和市場規模。

密碼學貨幣挖礦原理簡介

工作量證明是指將新交易添加到比特幣區塊鏈上、并對這些交易的合理順序達成一致的過程。

關于這個過程，我最喜歡的一個類比就是把它想象成一個數獨謎題。它是一個需要燒死大量腦細胞才能解出來的難題，但是一旦解出來了，其他人就很容易驗證你的答案是否正確。

下面的這個視頻提供了一種非常棒的可視化展現，可以幫助我們更直觀地理解區塊是如何被創建和連接在一起，交易又是怎樣被打包進區塊中的，以及挖礦如何在這一過程中發揮核心作用：

視頻：區塊鏈101-一個可視化演示

從本質上來說，礦工相互競爭著解決一個計算密集型的難題，一旦解出來就可以確證區塊鏈上可產生下一個區塊。第一個解決難題的礦工可以獲得區塊獎勵。一旦新區塊被創建，網絡中的所有礦工都可以驗證該區塊的正確性，然后進入到解決下一個區塊難題的競爭中。

礦工在比特幣和區塊鏈生態系統中扮演的角色

世界各地競爭著解決下一個難題的所有計算機都是挖礦生態系統的參與者。可匯總的計算資源是為比特幣提供基本安全保障的核心要素之一。

通過這個網絡，比特幣的使用者們可以期望：

他們的交易將被比特幣區塊鏈所確認。

他們的交易將按照合理的順序被打包。

民盟中央建議加速元宇宙科普和立法:3月4日消息，民盟中央已起草了《關于“元宇宙”技術發展的提案》，并將提交全國政協十三屆五次會議。在提案中，民盟中央建議，在科普層面需加速知識傳播，法律層面則需加快立法步伐。民盟中央擬提交的提案指出，目前，在新興網絡層面，相關政策法規相對缺失。“元宇宙”在未來將會帶動形成全新的網絡形態，當遇到突發輿情，全虛擬的環境、場景將更難進行源頭追蹤、問題疏導。因此建議應盡早加快立法研究，盡快形成與技術、市場發展相適應的治理模式和法律基礎，全面提升我國社會治理的水平。建議組織相關部門，針對“元宇宙”相關需求、風險進行立法研究，并盡快發布。此前消息，民進中央擬向全國政協十三屆五次會議提交《關于積極穩妥推進元宇宙技術和產業發展的提案》。建議推進元宇宙技術產業發展，建立相關監管治理體系。（華夏時報）[2022/3/4 13:37:12]

比特幣區塊鏈的歷史將保持不變。

作為回報，礦工可以同時獲得新挖出的比特幣和區塊中每筆交易的手續費。如果用戶希望自己的交易被及時打包到比特幣區塊鏈上，他們可以自愿增加為自己的交易所支付的手續費。

用于挖礦的硬件

在比特幣網絡的早期，使用消費級的CPU挖比特幣還有利可圖，然而，比特幣網絡發展到如今的規模，再這樣做已經不切實際了。

目前，比特幣生態系統內的礦機由專用集成電路主導。對于其它絕大多數密碼學貨幣而言，圖形處理器和現場可編程門陣列是主要的礦機形態。還存在許多和比特幣使用同一種哈希算法的密碼學貨幣，它們也兼容比特幣的ASIC礦機。

挖礦生態系統的景觀

下面是一張從芯片到終端用戶的挖礦生態系統全景圖：

代工廠

臺積電和三星是兩家核心的半導體制造商，它們生產了所有挖礦硬件所采用的硅晶片。尤其是臺積電，它在芯片組供應鏈中占據了主導地位。

歐科云鏈集團正式啟動區塊鏈科普行動“星途計劃”:歐科云鏈集團于4月26日，正式宣布啟動了區塊鏈科普行動——“星途計劃”，行動包括將在全國范圍展開系列沙龍，加大力度推進區塊鏈科普進機關、進國企、進校園等，聯合政府部門、行業協會等共同構建起更加完善和有效的區塊鏈科普教育生態，與此同時，直擊區塊鏈科普現存痛點，推出簡單易懂的“秒懂區塊鏈”公益短視頻課。

該計劃旨在全維度推動社會建立對產業更清晰的認知，與“鯤鵬計劃”一道助力數字經濟及區塊鏈產業本身健康發展夯實“人才”和“產業認知”兩大基礎。[2021/4/26 20:59:37]

舉例來說：英偉達、AMD、賽靈思、比特大陸和嘉楠耘智全部使用臺積電作為其核心生產線。

*三星代工廠隸屬于三星電子

打包，測試，組裝

晶片生產出來之后，你需要對它們進行測試，切分，并把它們封裝進最終的芯片中，然后重新測試。整個流程通常由OSAT公司處理，其中最大的兩家公司是ASE集團與AmkorTechnology。

*絕大部分集成電路公司都沒有披露它們的OSAT供應商。

集成電路設計與制造商

設計和銷售芯片的公司通常被稱為無晶圓芯片公司。

對于GPU而言，最頂級的兩個制造商是英偉達和AMD。而對于FPGA而言，最頂級的制造商是賽靈思。對于專門用來進行密碼學貨幣挖礦的ASIC芯片而言，最頂級的三家制造商則是比特大陸，嘉楠耘智，和穿山甲礦機。

除了這三類制造商之外，這個行業中還有一些其它的集成電路設計公司，包括：翼比特，芯動科技，Bitfury，Obelisk，以及其它的一些公司。

*英偉達和AMD為所有的用例生產GPU，而不僅僅是挖礦。**市場份額來自JonPeddieResearch的估計。***在比特大陸和嘉楠耘智赴港交所上市失敗后的最后估值。****估價基于和大礦工的交流和早前的IPO申請。

動態 | 區塊鏈技術入選科普雜志《科學美國人》2019十大突破性技術榜單:據新浪網今日新聞報道，美國科普雜志《科學美國人》公布 2019 十大突破性技術榜單。區塊鏈技術因在保障食品安全中的作用而上榜。 入選榜單具體原因：區塊鏈技術的發展應用將顯著改善食品污染源數據追蹤的困境。利用區塊鏈云端系統，食品制造商可以依次在計算機儲存各類過程的信息。[2019/9/29]

礦工和礦場

芯片被生產出來之后，就可以用來挖密碼學貨幣啦。ASIC芯片被設計成專門挖一種挖礦算法，而GPU則更具靈活性。

礦工包括：使用一臺機器進行挖礦的人，小型挖礦作業，中等規模的礦場，大規模礦場到工業規模的礦場。迄今為，我聽說過的最大規模的礦場在多個地區運行了多達100,000臺礦機。

除了設計芯片以外，一些制造商自己也參與挖礦。舉例來說，比特大陸每個月都公開披露他們自己的挖礦狀況。

大大小小的礦工都可以加入到一個礦池中，如果礦場的規模足夠大，他們還可以solo挖礦——只匯集自己的哈希算力來直接尋找區塊，不與其他礦工混合算力。

*一個頗有爭議的地方在于，挖礦芯片的制造商在出售芯片之前，可能會提前使用它們進行挖礦。然而，如果你真的有一臺能產生利潤的設備，你也沒有理由把它閑置在倉庫里，你也可能會在賣出去之前用它來挖礦。

礦池

對于從個體到非工業級別的礦工來說，在經濟上更加合理的做法是加入一個礦池，而非自己單獨挖礦。礦池把許多礦工的哈希算力匯集了起來，使得每個礦工的回報曲線能夠更加平滑。礦池負責優化所有的哈希算力、運行挖礦程序、收集并分配獎勵，并對這些服務收取額外的費用。

有一些礦池專注于挖特定的密碼學貨幣，而其他礦池則設置了多種礦池，覆蓋了所有主流的密碼學貨幣。所有的這些礦池一開始都是專注于挖一個密碼學貨幣，后來才擴展到涵蓋所有形式的密碼學貨幣。

動態 | 浙江衛視節目科普支付寶區塊鏈防偽溯源產品:昨日，在浙江衛視播出的科普綜藝欄目《智造將來》現場，支付寶首次展示了支付寶區塊鏈防偽溯源產品，以接地氣的方式公開向大眾展示區塊鏈在生活中的應用。[2019/3/4]

關于礦池的運行方式，我最喜歡的一個類比是將它想象成辦公室的彩票池。通過把所有人買的彩票匯集到一起，每個人都有更大的機會贏得獎勵。

然而，使用礦池就意味著要信任礦池——每個人擁有的準確算力份額以及合理的收入，都由礦池來記錄并分發。為了提高透明度，有一些類似PoolWatch的服務會跟蹤和比較各種礦池的報告。

算力市場

礦工除了直接挖礦以外，還可以把自己的算力賣給別人。現實中也是有這樣的算力買賣市場的——目前最大的市場是NiceHash。除此以外，還有一個更小的點對點的算力市場：MiningRigRentals。

在這些市場中，人們可以同時出售他們的算力和/或購買算力——任何密碼學貨幣的任何算法都行。盡管人們購買算力的原因很多，然而其中最主要的一個原因就是購買算力是一個擁有密碼學貨幣的入口。

很多時候人們使用算力來炒作各種密碼學貨幣——例如，想要采購適合SHA256的哈希算力來挖BSV而不是比特幣

云挖礦

云挖礦即直接買賣的算力合同，消費者無需接觸任何硬件。有點類似于上面提到的算力市場，通常是由一個中心化的供應商來運營的。

這個領域中最大的兩家公司是GenesisMining和Bitdeer(亞洲)。也與上面提到的類似，人們使用云挖礦服務的一個主要的原因是購買算力被當成獲取密碼學貨幣的一種入口。通過這種方式，人們可以使用法幣來直接購買比特幣或其他密碼學貨幣，而不用通過交易所。

智能礦工

聲音 | 中科院姚建銓：要加快推進區塊鏈與物聯網融合的科普 培訓:據新華網消息，日前，在區塊鏈與物聯網融合發展峰會上，中國科學院院士姚建銓說，關注區塊鏈技術里面的大數據，跟區塊鏈技術結合起來進行測量和檢測，能更好地提升激光清洗技術。姚建銓建議，無錫今后要加快推進區塊鏈與物聯網融合的科普、培訓，正確引導廣大人民群眾對技術的認知；同時，建立專業、權威，但又普適、成套的理論體系和標準，以此切入區塊鏈的實際應用。[2018/9/18]

智能礦工是最近出現的一個新的品類。挖礦是一個復雜的任務，它要求參與者了解硬件，網絡，能源，算力預測，以及針對特定算法的優化等等。此外，隨著新的密碼學貨幣不斷涌現以及舊的密碼學貨幣的消亡，所有的這些因素每天都在不斷地變化。

像Honeyminer這類智能礦工軟件，旨在同時優化上述所有的因素，使得普通的消費者和專業人士都可以通過擁有的算力盡可能多地掙取收益。另外還有兩個類似的產品——HashFish和CudoMiner。

在短時間內，這些產品在供應端聚集起了可觀的算力。

挖礦市場的規模和收益

以年為單位計算，密碼學貨幣挖礦行業每年創造超過80億美金的利潤。

在所有基于工作量證明的區塊鏈中，利潤來自區塊獎勵和每個區塊中包含的交易手續費。根據CoinMetrics在2019年6月25日公布的最新的挖礦獎勵數據，下面是挖礦行業每周，每月，以及每年的挖礦收益。

在密碼學貨幣挖礦的世界里，比特幣仍然占據主導地位，僅僅比特幣網絡本身就創造了75%的挖礦收益。

這也與今天比特幣占據主導地位的市場份額相符合。根據CoinMarketCap的數據，比特幣占據了60%的市值。

然而，挖礦行業創造的整體利潤與其所挖密碼學貨幣的價格直接掛鉤，所以它會反過來直接影響密碼學貨幣市場。下面將詳細介紹。

理解挖礦行業的盈利情況

挖礦行業參與者的整體利潤，成本，和盈利情況受到少數幾個關鍵因素影響。

資本支出

礦工主要的資本支出是挖礦機器本身的成本加上運營該機器需要的所有設施/建筑物。

舉例來說，如果你想要按照零售價采購10,000臺最新的比特大陸生產的螞蟻礦機S17，需要花費1,600萬美金。大型礦工可以特價采購。然而，當礦機的需求很高以至于很難保證供應時，價格的優惠力度會很小。

這還沒有把建設設施的成本考慮進來，這些設施將挖礦從業余愛好變成真正專業的工業規模項目。

運營成本

對于礦工來說，主要的運營成本是每天運行礦機所需的電費。

舉例來說，如果你7*24小時地運行10,000臺比特大陸的S17礦機，按每度電0.05美金計算，每天將會花掉你36,000美金的電費——僅僅是支撐礦機運行而已。

電費的平均支出視礦機所在地域和所用電力來源而定，差別很大：

礦工的本性激勵他們去尋找世界上最便宜的能源，這就是為什么Coinshares估計支撐比特幣網絡運行的75%的電力來自可再生能源，主要就是水力發電。

除了維持礦機運行所需的電費以外，其它不間斷的運營成本還包括：散熱，人工，維護，安全和普通設施運營。一般來說，可以粗略地估計不間斷的運營成本是電費的1.5倍。

根據我們上面關于運營10,000臺比特大陸的S17礦機的例子，可以粗略地估計其成本為：

1,600萬美金的資本支出300萬美金400萬美金

2,000萬美金的運營成本

6,700萬美金的潛在收益

以上只是一個粗略的估計，僅僅是為了展示礦工需要付出的各種成本的規模。真正的成本將完全取決于你所處的地理位置和所用建筑等。然而，由于我們下面將介紹的市場因素，上述成本將不斷變化。

市場因素

盡管資本支出和運營成本是兩項礦工可以控制的因素，但市場的力量在很大程度上決定了挖礦的盈利情況。

礦工成本&可見的供給

與很多傳統的產品不同，礦機制造商會根據礦機的盈利情況來調整礦機的價格。當密碼學貨幣的價格出現大幅拉伸時，礦機本身的價格也會隨之劇烈波動。瘋狂時期，整個二級市場都在搶購更多的礦機，即使是老的礦機也能咸魚翻身。總的來說，我總是希望機器的定價能接近在那個時間點可以創造的公允價值。除此之外，礦機的供用往往是比較受限的，尤其是比較新的礦機。繼續拿上面提到的比特大陸的S17礦機為例，這些機器已經被搶購一空了。與團隊中一些人交流時，他們告訴我，他們并不指望在11月初以前能保證充足供應。

算力

礦工獲取下個區塊打包權的機會與他們的算力占整個比特幣網絡算力的比重成正比。用最簡單的例子來說明，如果你作為一名礦工，擁有的比特幣算力占全網算力的1%，那么你就可以期望自己從比特幣網絡獲得總獎勵的1%。

不過，比特幣網絡的總算力總是處于不斷變化之中，因此每個礦工的盈利情況取決于有多少礦工加入或離開這個生態系統。比特幣協議有一套內部的方法來調整挖礦難度。

比特幣價格

因為區塊獎勵是直接以底層的密碼學貨幣支付的。舉例來說，如果你在挖比特幣，那么你賺到的區塊獎勵就是用比特幣來支付的。因此，獎勵的價值與比特幣本身的價格直接掛鉤。比特幣越值錢，挖礦的獎勵就越值錢。要從事挖礦行業，你必須發自內心地看好你所挖的密碼學貨幣，因為你的盈利情況取決于它。比特幣在所有密碼學貨幣中占據主導地位的主要原因之一就是它透明、開放而公平的發行計劃。從創世區塊開始，比特幣就有一個固定的發行計劃，規定了它發行的上限——最多只會有2,100萬枚比特幣被創造出來。挖礦是創造比特幣并將其流通到全世界的一種方式，今天每個比特幣的區塊獎勵是12.5個比特幣；然而，這個數量隨著每挖出每21萬個區塊就減少一次。當第63萬個區塊被挖出來時，區塊獎勵將減少到6.25個比特幣——這也被稱為減半事件。想要了解之前的減半事件是如何影響比特幣和其它密碼學貨幣網絡的，請查看這篇來自CoinMetrics的非常棒的文章，他們梳理了以前的減半事件。如果你想更進一步了解比特幣的發行計劃，以及當比特幣都被挖完以后會發生什么，請參閱這兩篇關于比特幣發行和總體安全預算的文章。一句話總結——比特幣的價格和比特幣的基礎發行計劃極大地影響了挖礦本身的盈利情況。

我的主要收獲

在對密碼學貨幣的挖礦領域進行深入研究之后，以下是我最大的收獲：

我們往往忽視了挖礦行業和基礎硬件在區塊鏈網絡中扮演的重要角色。

算力=密碼學貨幣=金錢。對于許多人來說，算力是進入加密世界的關鍵。

正如我們看到比特幣的金融化一樣，我預測我們將看到算力也會類似地金融化。

如果你是在這個領域內開辦算力市場，交易所，提供金融產品，或任何與挖礦行業有關服務的企業家，我很樂意和你交流。可以在我們基金的網站上找到我的聯系信息：ProofofCapital。非常感謝EdithYeung，NoahJessop，JaneWu，以及其他幾位愿意匿名為這篇報道提供反饋的大礦工們。

原文鏈接:

https://www.chrismccann.com/blog/crypto-mining-101-overview-and-landscape-of-the-mining-industry

作者:ChrisMcCann

翻譯&校對:曾汨&阿劍

本文由原作者授權EthFans翻譯及再出版。

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