BTC:算力為王：全球礦業藏寶圖_區塊鏈

文：宋雙杰，CFA；程東鋒

來源：通證通研究院

導讀

隨著BTC的共識度越來越高，BTC“挖礦”經常被稱作新時代的“淘金熱”。圍繞BTC挖礦已然形成了龐大的產業鏈，本文將力圖展現BTC礦業的藏寶圖。

摘要

近年來火熱的“區塊鏈”起源于神秘人物中本聰創建的BTC。通過競爭記賬權獲取新BTC的過程被形象地稱為“挖礦”，是將網絡協議規定的獲取BTC的方式類比為物理世界的“淘金”或“挖礦”。BTC的挖礦經歷了從CPU挖礦到GPU挖礦，再到FPGA挖礦，最終衍變為專業的ASIC礦機挖礦。ASIC礦機研制出來后，挖礦“軍備競賽”的序幕正式拉開。隨著挖礦裝備不斷升級，BTC的全網算力也在不斷攀升。

比特大陸、嘉楠耘智和億邦國際三大礦商在BTC挖礦這場“淘金熱”中賺得盆滿缽滿，成為名副其實的“淘金熱時賣鏟子”案例。

圍繞BTC挖礦已然形成了一個龐大的產業鏈，從上游的礦機芯片制造，到中游的礦機生產，最后落實到礦場、礦池的“挖礦”行為。

礦場是挖礦硬件的集合，礦池是礦機產出算力的集合。礦工將自己的礦機接入到某個礦池，貢獻算力到該礦池，共同挖礦以獲取收益，收益按算力貢獻進行分配。礦工通過礦池聯合起來與其他礦池進行挖礦競爭，不僅可以使收益更加穩定，也可以避免運行全節點。云挖礦是指礦工直接向機構或個人購買云算力挖礦的方式，是參與挖礦的最方便快捷的方式。

當前全網實時算力為107.09EH/s:金色財經報道，數據顯示，目前全球礦池實時算力排名前十為F2Pool（3天幸運值：94.28%）、Poolin（75.38%）、BTC.com（108.75%）、Antpool（95.25%）、Huobi.pool（97.59%）、BinancePool（64.99%）、ViaBTC（112.44%）、Lubian.com、58COIN&1THash（110.60%）、SlushPool（68.44%）。當前全網實時算力為107.09EH/s。[2020/11/1 11:20:30]

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目錄

1區塊鏈技術受到國家和互聯網巨頭的高度重視

1.1作為國家戰略技術的區塊鏈

1.2區塊鏈起源于BTC

2新時代的淘金熱

2.1靠算力“挖礦”的BTC

2.2挖礦裝備的升級之路

3BTC礦業藏寶圖

3.1礦機生產商——淘金熱時賣鏟子

3.2礦場——“淘金熱”的最前線

3.3礦池——團結就是力量

3.4云挖礦——參與挖礦的極簡模式

動態 | 當前全網實時算力為96.52EH/s:根據BTC.com數據顯示，目前全球礦池實時算力排名前十為Poolin、F2Pool、BTC.com、Antpool、ViaBTC、Huobi.pool、BTC.TOP、SlushPool、BitFury、BytePool.top。當前全網實時算力為96.52EH/s。[2019/10/9]

正文

1區塊鏈技術受到國家和互聯網巨頭的高度重視

1.1作為國家戰略技術的區塊鏈

2019年10月24日下午，關于區塊鏈技術發展現狀和趨勢的第十八次集體學習時強調，區塊鏈技術的集成應用在新的技術革新和產業變革中起著重要作用；我們要把區塊鏈作為核心技術自主創新的重要突破口，明確主攻方向，加大投入力度，著力攻克一批關鍵核心技術，加快推動區塊鏈技術和產業創新發展。

中國一直高度重視區塊鏈技術。早在2016年12月，區塊鏈就已作為戰略性前沿技術、顛覆性技術被寫入《國務院關于印發“十三五”國家信息化規劃的通知》中。

近年來越來越多的機構開始重視并參與研究區塊鏈技術。在互聯網金融領域，區塊鏈與人工智能、云計算、大數據并列為四大革命性技術。BATJ等互聯網巨頭紛紛推出“ABCD”戰略。

1.2區塊鏈起源于BTC

行情 | 比特幣全網實時算力為63.68 EH/s:據Tokenview數據顯示，截至今日十點，比特幣全網實時算力為63.68 EH/s，較昨日下降3.68%；以太坊全網算力為182.54 TH/s，較昨日上漲1.24%；萊特幣全網算力為481.81 TH/s，較昨日上漲4.73%。當前比特幣全網待確認交易筆數6047筆，交易費中位數0.97美元。[2019/7/31]

區塊鏈技術起源于神秘人物中本聰創建的BTC，其本質上是一種多個參與節點共同維護的分布式賬本，不依賴第三方，僅通過分布式節點進行網絡數據的存儲、驗證和交流。與中心化的數據庫相比，區塊鏈具有防篡改、公開透明等特性。

2新時代的淘金熱

2.1靠算力“挖礦”的BTC

BTC網絡是一個任何節點都可自由加入、不記名的區塊鏈網絡，通過巧妙的POW機制達成一個全部節點參與的、滿足一致性的共識，實現了應用環境可信強度的一致性。中本聰在BTC白皮書《一種點對點的電子現金系統》中提出了POW共識機制，其核心思想是通過要求網絡中的節點付出一定量的算力競爭記錄區塊的權利，來保證共識的一致性。

在POW共識機制中，節點通過投入算力來爭奪記賬權。BTC的挖礦算法是SHA256算法，礦工們通過掌握的算力爭奪BTC網絡的記賬權以獲取BTC獎勵，其原理如下：

動態 | 比特幣全網實時算力為73.19 EH/s:據Tokenview數據顯示，截至今日十點，比特幣全網實時算力為73.19 EH/s，較昨日下降6.2%；以太坊全網算力為174.59 TH/s，較昨日下降0.59%；萊特幣全網算力為433.56 TH/s，較昨日下降4.69%。當前比特幣全網待確認交易筆數3588筆，交易費中位數0.4778美元。[2019/7/30]

礦工們對區塊頭進行兩次SHA256函數計算之后若小于難度目標，即SHA256(SHA256(block_header))<target_bits，表明該礦工取得當前區塊的記賬權。否則，礦工們會改變隨機數值，直到滿足上述不等式并取得記賬權。

target_bits根據網絡的難度進行設定，難度會在每生成2016個區塊后按規定算法進行調整，目的是保證網絡中區塊生成的時間間隔為10分鐘左右。

SHA256(x)表示Hash函數，x的取值范圍被稱為節點的搜索空間。POW機制中節點的搜索空間是所有正整數，由于Hash函數的特性，不等式左邊可以認為是在Hash函數值域上均勻分布的隨機變量，target_bits對于全體節點都是相同的，節點獲得記賬權的概率取決于其計算Hash的速度。

參與節點通過競爭記賬權獲取新BTC的過程被形象地稱為“挖礦”，所謂“挖礦”是將網絡協議規定的獲取通證的方式類比為物理世界的“淘金”或“挖礦”。

動態 | 目前全網算力為46.58 EH/s:根據BTC.com數據顯示，目前全球礦池實時算力排名前十為BTC.com、F2Pool、AntPool、Poolin、SlushPool、ViaBTC、BTC.TOP、Huobi.pool、BitFury、BitClub。目前全網算力為46.58 EH/s。[2019/5/12]

BTC總量恒定為2100萬枚，生成該區塊的“礦工”節點將獲得區塊獎勵，目前一共約有1800萬枚BTC被“挖”出來。按BTC的網絡協議，BTC“挖礦”的區塊獎勵每生成21萬個區塊會減半一次，最初生成每個區塊獎勵50BTC，經過兩次減半后，目前已降至12.5BTC。預計2020年5月，BTC區塊獎勵將迎來第三次減半。

2.2挖礦裝備的升級之路

BTC的挖礦經歷了從CPU挖礦到GPU挖礦，再到FPGA挖礦，最終衍變為專業的ASIC礦機挖礦。

中本聰的最初愿景是人人都可以使用自有算力參與到BTC的挖礦中來，從而構建一個非中心化網絡。正如中本聰在BTC的白皮書上所言，“TheyvotewiththeirCPUpower”。

由于在POW共識機制中，節點獲得記賬權的概率與該節點擁有算力的比例相關，這意味著在挖礦總算力不變的情況下，單個節點的算力越大，獲得BTC區塊獎勵的概率越大。2011年GPU開始取代CPU進行挖礦，和CPU相比，GPU的算力提高了數十倍。

FPGA礦機的算力性能與GPU礦機持平，功耗較低，但FPGA芯片產量不及CPU和GPU，且設備維護管理成本較高，需要專門編寫挖礦程序，被淘汰的FPGA礦機的殘值也較低。FPGA礦機最早出現于2011年，很快被ASIC礦機取代。

2012年下半年開始，專業的ASIC芯片礦機在FPGA的基礎上被研制出來并量產，2012年BTC全網算力翻了一倍，至此，挖礦“軍備競賽”的序幕正式拉開，軍團化作戰的“礦場”開始登上歷史舞臺。

隨著挖礦裝備的不斷升級，BTC的全網算力也在不斷攀升，2019年9月19日，BTC挖礦算力突破100EH/s，達到105EH/s，目前回落到98EH/s。當前BTC全網的運算速度相當于66臺Summit，154臺天河-2A。

3BTC礦業藏寶圖

圍繞BTC挖礦已然形成了一個龐大的產業鏈。從上游的礦機芯片制造，到中游的礦機生產，最后落實到礦場、礦池的“挖礦”行為。

3.1礦機生產商——淘金熱時賣鏟子

隨著BTC的價格不斷攀升，BTC挖礦全部被專業ASIC礦機接管。目前市面上比較流行的礦機品牌有翼比特、螞蟻礦機、阿瓦隆和神馬礦機，分別對應億邦國際、比特大陸、嘉楠耘智和比特微四大礦商。

2019年10月11日，作為龍頭“礦霸”的比特大陸在官網正式發布螞蟻礦機S17+和T17+，S17+的標準算力高達73TH/s。新礦機具有算力高、功耗低、穩定性強等特點，有望進一步鞏固比特大陸在礦機市場的領先地位。

根據比特大陸、嘉楠耘智和億邦國際在2018年提交的招股說明書，三大礦商都在BTC挖礦這場“淘金熱”中賺得盆滿缽滿，成為名副其實的“淘金熱時賣鏟子”案例。

根據嘉楠耘智在2019年10月28日向美國SEC提交的招股說明書，2017年、2018年、2019年上半年，其毛利率分別是46.2%、18.8%、3.9%，下滑明顯，這背后與BTC的價格大幅下跌息息相關。

2019年11月22日，第二大礦機生產商嘉楠耘智經SEC批準，正式在納斯達克交易所上市交易，成為首家成功上市的礦機生產商。

3.2礦場——“淘金熱”的最前線

2012年專業挖礦的ASIC礦機問世，BTC挖礦正式進入“軍團化作戰”時代，ASIC礦機組成的礦場雨后春筍般涌現出來。

中國是BTC的主要產地。據CoinSharesResearch在2019年6月發布的報告，估測全球60%的BTC產自中國。在水電資源豐富的四川等地，有大量數千臺礦機組成的小型礦場，亦不乏數萬臺礦機組成的大型礦場。電力成本通常是礦場選址的重要考慮因素，例如前蘇聯遺留的水電站附近、內蒙古荒漠地區燃煤發電廠附近均是礦場的聚集地。

礦場的背后既有像比特大陸這樣的大財團，也有無數看好BTC挖礦收益的中小礦工。比特大陸的愿景是構建全球最大的挖礦業務，2019年10月18日，比特大陸在德克薩斯州宣布，將與洛克代爾市開發區、DMG一起建立50兆瓦的礦場。

在人煙稀少電力豐富之地，成千上萬臺礦機在礦工們搭建的廠房里轟鳴著，處于“淘金熱”最前線，在BTC下次減半前每天都會產出約1800枚BTC。

3.3礦池——團結就是力量

礦場是挖礦硬件的集合，礦池是礦機產出算力的集合。

礦工將自己的礦機接入到某個礦池，貢獻算力到該礦池，共同挖礦以獲取收益，收益按算力貢獻進行分配。由于目前BTC全網挖礦算力越來越高，單個礦工的算力占比很小，導致挖礦產出很不穩定，這時礦池便應運而生，礦工通過礦池聯合起來與其他礦池進行挖礦競爭，不僅可以使收益更加穩定，也可以避免運行全節點。

目前掌握算力較大的礦池主要有Poolin、BTC.com、F2Pool和AntPool。其中BTC.com和AntPool為比特大陸旗下的礦池。

3.4云挖礦——參與挖礦的極簡模式

所謂云挖礦是指礦工直接向機構或個人購買云算力挖礦的方式。例如比特小鹿通過打包礦機購買、物流、礦場選擇、機器維護、礦池接入的復雜環節，為客戶簡化繁瑣的挖礦步驟。

附注：因一些原因，本文中的一些名詞標注并不是十分精準，主要如：通證、數字通證、數字currency、貨幣、token、Crowdsale等，讀者如有疑問，可來電來函共同探討。

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