比特币挖矿的原理和矿场运营背后的经济学

区块天眼APP新闻：比特币“挖矿”原理介绍比特币及其背后的区块链技术的主要原理是建立一个全球分布式账本，每个参与账户都经过验证节点和打包节点都可以查询自创建以来发生的所有交易的存储详细信息，以确保任何帐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。

未确认的交易时刻广播到全网，然后每10分钟所有愿意参与验证交易的节点（比特币矿工）会选择一些未确认的交易对历史区块链进行验证，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，而是需要参与难度的不断增加。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）

多人同时获胜时，需要通过投票机制，只保留一名矿工产生的结果，其他人的确认作废。

蓝色圆圈更详细地解释了区块的形成和生成：最后一个确认区块的数字签名放置在头部以确保形成“链”，数据的中间部分保存了选择的交易和由矿工验证，结尾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——“一-方式“性”。所谓“挖矿”的本质是计算一个哈希值作为区块中交易信息的签名，但并不是任何哈希值都是有效的，结果字符串的头部是人为的指定由几个连续的零组成。

为了获得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，只能改变尾数。重新计算。

“挖矿”的本质是重复计算一个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。

矿机基本盈利分析 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，然后兑现比特币来支付资本投资、电费和少量劳动工资的摊销，并最终获得利润。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，中奖概率就是设备的算力/总算力世界的力量；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来说，一旦制造出来，它的收益就会不断减少，因为世界上的计算能力是在不断增加的。推广。

提高矿机算力有几个因素：

当最新技术的挖矿设备上市后，算力呈指数级增长趋势

当比特币价格相对稳定，矿机产能相对稳定时，算力增速趋于放缓至线性增长，制约增速的主要因素是采矿设备

当比特币价格开始下跌时，由于现阶段挖矿投资可能出现亏损，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比特币矿场发展，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，对地雷的需求本质上是“军备竞赛”。当其他矿场大规模采用先进技术制造的设备时，自己的矿场将面临被淘汰的风险，技术先进的ASIC也应适时跟进。

我们可以得出第一个结论：在比特币价格保持不变的情况下，矿场运营商不断需要更新和更先进的采矿设备。

比特币价格与矿机行业订单关系分析图假设比特币价格保持不变，但比特币价格从诞生之日起就一直在波动。

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。

图中，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有显着提升曲线。

紫色区域代表同一台矿机可能获得的超额利润。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。

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，改善上游挖矿。来自硬件供应商的订单

当比特币价格长期处于低位时，挖矿将变得无利可图，矿场也会减缓矿机的扩容和更新换代。此时，硬件厂商的上游挖矿订单将锐减

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。

矿山运营背后的经济分析

比特币矿场的运营是一项高风险的商业活动，主要是因为：

矿主 比特币投产后一段时间内的价格是无法预测的。如果比特币价格过低，矿机可能会因为产出无法支付电费而提前报废，导致无法收回矿机的资本支出，造成损失。

Mining Farmers 无法预测出产后一段时间内全网算力的提升情况。即使比特币价格基本稳定，但全网算力大幅上涨（通常是新一代矿机生产造成），仍有可能导致矿机提前报废。收回投资于矿机的资本支出；而全网算力的增长，主要取决于矿机行业吸引了多少资金，以及未来新一代矿机的性能，很难预测。

虽然矿主无法预测影响未来盈利能力的两大变量：比特币价格P和网络算力C，但考虑到理性经纪人的假设，投资矿场的人数将根据目前的情况使得投资决策。

假设当前币价不变，全网算力按照一定规律随时间增长，如果新的矿机可能造成两种损失，那么我们可以考虑投资购买新的比特币矿工的冲动会被压制：

如果当前最先进的矿机由于比特币价格波动而无法支付电费，导致运营亏损，则应该立即关闭当前最先进的矿机，这意味着更不可能购买相同的矿机新矿工。

我们认为，这个价格和全网算力的结合，可以算是矿机供需的一个“强势拐点”，也就是矿机的需求会低迷由于比特币价格低，很长一段时间。

虽然以当前币价启动矿机的营业利润不高，但全球算力仍在快速增长。在可预见的未来，如果币价没有大幅上涨，新矿机如果无法收回固定的资本支出，理性矿主的投资冲动就会减弱。

我们认为比特币矿场发展，币价和全网算力的结合可以看作是矿机供需之间的“薄弱平衡点”，即理性的矿场投资者会收缩资本支出除非更先进的采矿设备上市