比特币是怎么来的？很简单：要么你自己挖，要么别人转给你。当然，别人转给你的东西，最早的来源也是来自采矿收入。所以，这一期，我们来谈谈挖矿，这是比特币的一种初始分配。
在这部分挖掘中，主要涉及两个知识点：哈希和工作量证明。
一、采矿是怎么回事？
最初的50个比特币是通过在中本聪采矿获得的。现在我们常说：比特币是挖矿产生的。挖矿其实是一个形象的比喻，其意义可以理解为解决一个超级困难复杂的数学题。
因为这个解题过程有点像开采矿产资源一样困难，同时又要消耗大量的电力，所以这个解题过程就叫做“采矿”，参与解题的人就叫做“矿工”。
中本聪创造了第一块比特币。按照比特币系统的设定，他创造了第一块，可以获得50个比特币作为奖励。可以说，中本聪是比特币的第一个矿工。
根据比特币系统的设定，比特币恒定在2100万，每四年减半。2009年，中本聪因采矿获得了50个比特币的奖励。现在，将近10年过去了，比特币两次减半，从50到25，再到12.5。所以挖矿也就是造块的奖励是12.5比特币。
可能有人会问，如果比特币每四年减半，矿工赚的比特币奖励不是越来越少吗？是什么激励他们不断挖掘？事实上，矿工不仅采矿有报酬，还有手续费。
当你与他人进行比特币转账时，你要向矿工支付一定的费用。当然，手续费是自愿的，想给多少给多少。你能给我吗？可以，但是矿商会优先考虑手续费高的交易。如果不给手续费，你的交易可能会排在后面。
现在通过交易平台或者钱包软件，手续费的比例是交易平台和钱包根据你的账户情况自动生成的一个合理的手续费。这一步你不需要做任何额外的操作，所以你可能感觉不到这个付给矿工的手续费的存在。
矿工获得丰厚的采矿奖励和交易费不容易吗？不容易，他们的劳动是有成本的。不要低估它们的成本。成本很大，最大的是电费。
二、哈希运算和哈希值
就像我们刚才说的，挖矿其实是在解决一个超级困难复杂的数学问题。这种解题方法是通过“哈希运算”，问题的解就是“哈希值”。
什么是哈希运算？简单来说，“哈希运算”就是将交易信息(包括时间戳在内的所有信息)打包，将这些信息全部“编码”，从而进行复杂的计算，获得哈希值。
虽然“hash”是一个密码学概念，但我们可以把它理解为一个数学函数问题。但和数学函数题略有不同：数学函数题的X和Y是双向的，知道X能找到Y，知道Y能找到X；然而，散列函数是单向的。已知X可以用来找Y，Y不能用来找X。
为什么要使用“哈希函数”？这关系到比特币系统的安全性。比特币系统是一个庞大且不断更新的账本。这个“账本”是全网公开的，涉及个人信息泄露。
哈希函数的“单向”可以保证账户主体信息的私密性：你知道我的交易信息，但你不知道我是谁，找不到我的信息。哈希函数的“单向”使得比特币匿名，这也是暗网喜欢用比特币交易的原因。
利用“哈希函数”保护隐私是一个很好的方法，但是计算哈希值的过程其实非常非常困难。此外，对于比特币来说，随着其产量每四年减半，它将变得越来越困难。
难度有多大？这个哈希值，没有固定的算法，只能靠计算机随机进行哈希碰撞，就算对了也是正确的。
所以，挖矿，对计算机的计算能力，也就是计算能力，要求很高。挖矿其实就是算力。有人会问：我想我的，但我不是哈希。我该怎么挖？其他人可能会想：计算hash显然是脑力劳动。为什么最大的成本是电？
最早的“挖矿”确实需要计算和脑力劳动，但是现在，不用电脑(也就是我们家的电脑)来挖矿，而是用专业的矿机来挖矿。专业矿机的出现和发展，弥补了家用电脑运算能力低的缺陷，也省去了我们的脑力劳动，让挖矿变得轻松。
对于专业的矿机，我们只需要简单的安装就可以开采。至于计算hash的过程，专业的矿机芯片会帮你完成。现在主流的芯片是ASIC，市面上的蚂蚁矿机和阿瓦隆矿机都采用ASIC芯片。
所以对于挖矿来说，你要付出的成本就是矿机费和电费。你甚至不需要买矿机，因为现在有很多矿，就是专门维护矿机的地方。可以租矿机来开采。
目前主流矿机的计算量级在13.5T左右，也就是说每秒可以进行13.5万亿次计算，也就是每秒可以进行13.5万亿次哈希碰撞。这个数额很惊人吧？可想而知耗电量有多高。这些电费构成了矿工采矿的主要成本。
刚查了一下，现在的行情，买个矿机开采一年很难把钱拿回来。因为电费太高，现在很多矿都建在电费很便宜的地方。中国的矿山主要分布在四川和内蒙古。
按照比特币系统的规定，每10分钟增加一块。该块的内容是过去10分钟内系统中的一些交易。因此，矿工挖掘的时间在10分钟左右。
早期没有矿机的时候，矿工需要时刻监控网络。一旦交易在网络上广播，他们需要在10分钟内使用自己的计算机进行大量的哈希运算。直到有人先计算出正确的哈希值，他才有权利记录交易，也就是有权创建区块，获得比特币奖励，以及交易费奖励，宣布挖矿成功。
现在有了专业的矿机，矿机可以代替矿工，达到“时刻监控网络，做大量哈希计算”的效果。
三。工作负载验证机制(PoW)
上面提到的整套哈希工作称为“工作量证明”，缩写为PoW。
在工作量证明机制(PoW)下，全网已经达成共识，也就是大家都认同的规则。这个规则(共识)是：
通过求解“哈希函数”，可以证明自己完成了一定的工作量。谁能快速准确地完成工作并回答出正确的哈希值，谁就有权利记录交易(记账)，进而获得比特币奖励。
所以，我们说，“工作量证明机制”(PoW)就是多劳多得，少劳少得。付出的工作量越多，获得比特币奖励的概率就越大。从这个角度来看，“工作量证明机制”(PoW)可以看作是比特币系统的激励机制。