号外!号外!比特币价格又双突破一万美金啦！
01
比特币的发展史：那年，它还不值钱
2010年，一位昵称叫Laszlo的程序员在论坛上发帖，想出售10000个比特币，要价50美元，最终被人以25美元的披萨饼优惠券换龋
此后的几年，比特币价格一路飞涨。
2017年11月，当比特币价格首次突破1万美元时，仅用了18天时间，就达到了近2万美元的历史高点。
是的，你没有看错！10年之前，一枚比特币仅仅价值0.05美元，大家对比特币爱答不理；而仅仅七年之后，比特币就让人高攀不起
但比特币涨得太快就像龙卷风， 甜蜜期没有持续多久，随之而来的整个2018年就几乎都是在下跌中度过，最低时只剩3200美元。
问题：很长一段时间都不温不火的比特币为什么最近又重新回到了吃瓜群众的视野？
02
六月比特币大事件
6月4日，“币圈大佬”孙宇晨称以456万美金拍下巴菲特午餐：并称“希望邀请区块链行业知名人士一起与巴菲特交流，从而增进顶级传统投资人与数字货币的理解和友谊，让整个行业真正受益！”
6月18日，全球最大社交网络平台Facebook正式发布Lipa，声称要为全球数十亿人提供简单无国界的数字加密货币和金融基础设施服务的区块链平台。
其中，Lipa的发布，让数字货币行业的投资者尤其感到兴奋，因为终于有影响力巨大的公司加入了，对于数字货币来说，注意力就是市值。
而据部分加密货币分析师预计，比特币价格有可能在几个月内涨到4万美元！
单纯的我，差点信了这个鬼话
在此，小编友情提醒：比特币的风险非常大，波动性一直很强，就跟坐过山车一样，所以投资需相当相当谨慎！
除了像投资股票一样，把钱砸在比特币交易市场，还有别的途径可以获得比特币吗？
小编又动起了歪脑筋。
嘿嘿嘿，还真有
在比特币世界，最开始只有50个比特币，是比特币创始人发给自己的，而现在市面上流通的比特币共有2100万个。这些多出来的比特币其实都是矿工一笔一笔挖出来滴！
接下来小编就带你走进挖矿的世界！
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03
通过挖矿免费获得比特币！
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然后你需要购买的知识点有，挖矿的本质，挖矿的数学原理，挖矿的工具
挖矿的本质
当今时代，社会制度的核心机制是“中心化”，政府、银行、交易所、公司等都是中心。我们将钱存支付宝里，如果阿里服务器被黑了，我们的钱可能就丢失了。这就是中心化存在的潜在风险。
而比特币的基石就是去中心化。
比特币的账本分布式的存在于各个节点上。所有节点维持相同的账本。当有新的交易产生时，为了保证所有人账本的一致性，需要有人，率先把这笔交易记录在账本上，其他人只需要抄抄这个账本就好了（同步）。
比特币系统规定，率先记账的人会获得12.5个比特币的奖励，这可就是12.5万美金啦~那我举手，我愿意！
所有参与的童鞋就会来竞争记账的权利，获胜者就能获得比特币，而抢夺记账权的过程和形式就叫做挖矿。
比特币系统中，给每个挖矿节点出了一道数学难题，谁先解出这道数学难题，谁就将获得记账权。
等等，数学难题？这可难不倒刚刚参加完高考的学霸们呢！
各个省的高考压轴题都不在话下！
学霸们解题一时爽，弱弱的小编看答案都看得心慌慌。
不是所有的节点都有能力验证高考数学压轴题解题过程的正确性。所以出的数学难题最好具有解答困难，但验证结果简单的特点。
利用哈希算法就可以构造出这样的数学题。
挖矿的数学原理：哈希算法
哈希算法实现这样的操作，把一堆任意长度的字符串、数字或者二进制输入通过一定的算法生成固定长度的一个数字（字符串）。
哈希算法有3个特性
输出确定
哈希算法是一类算法，只要输入值和使用的哈希算法是固定的，无论计算多少次，得出的结果都是确定的。
比特币中采取的就是SHA-256双哈希算法。
雪崩效应
哈希函数对输入是相当敏感的。即使只对原始输入数据做一点改动，哈希函数的输出结果也会有很大不同，如下：
正向迅速和逆向困难
知道了x，很容易计算得到y。
而在已知y的情况下，得到输入明文确是困难的。只能采用枚举的方法逆向求解，对于一个256位的输出，理论上需要选择2^256个不同的明文。对于一台每秒计算10000个哈希值的计算机，需要花10^27年的时间。
那这个题是不是也太难啦！地球都爆炸了，我的破本本也解不出一个哈希等式。
在比特币系统中，10分钟就得创建一个区块，也就是说10分钟就得保证有矿工找到一个满足条件的哈希值！那就只有将问题简单化了，给定一个目标输出，找到一个输入，使得通过哈希运算的输出小于目标输出。
假设数据z的格式是固定的，由一个固定的字符串s加上一个随机数nonce组成，随机数nonce从0开始取值，每次增加1，直到找到满足H(z)
对于每个矿工的每一轮挖矿过程来说，固定字符串s和难度值y都是带有随机性的固定值，矿工需要吭哧吭哧地计算每个nonce值，直到找到符合条件的值。
一旦有一个矿工率先找到答案，又会产生新的字符串s和难度值y，开启下一轮挖矿。
工欲善其事必先利其器！
挖矿的工具
由于挖矿的过程就是在反复计算哈希值，其实比特币采用的SHA-256算法很简单，手算也是可以的！
据测试做一轮要花16分钟45秒，以这个速度得到一个完整的比特币区块（128轮）需要1.49天（不吃不喝一直做），每天的速度是0.67 hashes。目前挖矿机的效率是这个速度的一百万的三次方倍数。所以说手算挖矿是不实际的。
目前挖矿经历了三个阶段，CPU、GPU、ASIC矿机。
早期比特币是用CPU进行计算的。
相比较于CPU的复杂运算，显卡使用的GPU进行的是通用计算。因此可以堆叠成百上千个流处理器，每一个流处理器都像是小小的CPU，虽然其运行复杂程序的能力远远没有CPU来的给力，但是架不住流处理器多，能同时进行成百上千个哈希运算。
显卡架构图，每一片都是流处理器
ASIC是Application Specific Integrated Circuit的缩写，是一种专门为某种特定用途设计的电子电路（芯片）因为被设定为只进行比特币挖矿需要的特定算法，所以设计更简单，成本也低得多。不过最重要的是，就挖矿算力来说，ASIC可以比同时代的CPU、GPU高出几万倍甚至更多。
由于比特币全网的运算水准在不断的呈指数级别上涨，单个设备或少量的算力都很难在比特币网络上获取到挖矿奖励，过低的概率促使了一种将少量算力合并联合运作的方法，叫作矿池。在此机制中，多人合作挖矿，只要挖到了比特币，获得的奖励就依照算力的贡献度进行分享。
某大型矿池
另外，目前全球约70%的算力掌握在中国矿工手中。中国可真是人多矿也多。
Conclusion
如果，不考虑对电力的消耗和设备的损耗，挖矿还真是一条免费获取比特币的蹊径呢！
但对比了我小本本的显卡和人家的矿池，我还是去买彩票吧！
PS：实际上挖矿的过程对电力的消耗和设备的损耗挺大的。
一项发表于聚焦能源材料的Cell子刊《焦耳》杂志上的最新研究认为，在全球范围内，比特币挖矿在一年内所消耗的电量至少与爱尔兰全国的年电力消费量相当，约为24太瓦时（万亿瓦时）。
挖矿过程对设备的损耗也巨大，映众就在其显卡上贴出了明显的警告：注意！该产品不是用来挖矿的。如果有任何涉及挖矿的产品损坏，我们保留拒绝保修的权利。
摘自某淘宝店家
所以，如果你心动了...可千万不要心动！！！世上没有免费的午餐。
参考文献：
【01】黄金矿工www.4399.com
【02】裴尧尧著 《从零开始自己动手写区块链》
【03】新浪 《谁给了比特币涨回一万美元的勇气》https://tech.sina.com.cn/it/2019-06-24/doc-ihytcitk7207075.shtml
【04】太平洋电脑网 《显卡和挖矿到底是什么》https://diy.pconline.com.cn/1069/10693547.html
【05】知乎2100BT 《比特币挖矿原理与算法》
https://zhuanlan.zhihu.com/p/31961153
【06】知乎wzh118 《比特币挖矿一定要用计算机吗？用纸笔计算可行吗？》https://www.zhihu.com/question/65177936/answer/228771826
【07】凤凰网 《比特币一度涨破1.1万美元 多头预计数月内将涨到4万》http://finance.ifeng.com/c/7nl2B9PXzLs
来源：中科院半导体所
编辑：Quanta Yuan
