什么是比特币？它如何运作？如何购买和挖矿？

关键要点

• 比特币是许多人共同努力的成果，但普遍认为它是由 中本聪（Satoshi Nakamoto） 于2008年创造并首次引入的。

• 比特币是一个公共区块链，用于创建和管理同名的加密货币。

• 比特币挖矿是矿工之间的竞赛，矿工需要计算区块信息的哈希值，找到哈希问题的解决方案，并将区块添加到区块链中。成功的矿工将获得比特币作为奖励。

• 比特币可供投机者、投资者和消费者使用，用于购买商品或进行价值交换。

• 投资和使用比特币涉及许多风险，包括价格波动、欺诈和盗窃等。

什么是比特币？它如何运作？了解比特币

图 1：比特币挖矿和比特币网络的去中心化特性

什么是比特币？

Bitcoin.org域名于2008年8月注册。它是由 中本聪（Satoshi Nakamoto）和 Martti Malmi 创建的，二人共同与匿名的中本聪合作开发了比特币。

比特币是如何以及何时开始的？

2008年10月，中本聪在 metzdowd.com 的加密邮件列表中宣布：“我一直在开发一个新的电子现金系统，完全点对点，没有可信的第三方。” 随后发布的著名白皮书《比特币：一种点对点电子现金系统》（"Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System"）成为比特币今天运行方式的“大宪章”。

比特币创世区块

第一个比特币区块是在 2009 年 1 月 3 日开采出来的。该区块被称为 创世区块（Genesis Block），其中包含文字：“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on the brink of second bailout for banks”，这或许证明该区块是在该日期或之后挖掘的。

比特币奖励的历史变化

比特币的奖励每挖掘210,000个区块就会减半。例如，2009年时每个区块的奖励是 50个比特币。在 2020年5月11日，第三次减半发生，将每个区块的奖励降至 6.25个比特币。第四次减半发生在 2024年4月，奖励进一步降低至 3.125个比特币。预计下一次减半将在 2028年中发生，将奖励降至 1.5625 BTC。

比特币单位与面值

一个比特币可以分为 八位小数（即 1比特币的1亿分之一），这最小的单位被称为 聪（Satoshi）。

比特币软件的首次版本于 2009年1月8日 在加密邮件列表上宣布发布。2009年1月9日，区块1被挖掘，比特币挖矿由此开始。

比特币和区块链技术解析

图 2：区块链的工作原理

比特币作为一种数字货币并不难以理解。例如，如果您拥有一个比特币，您可以使用您的加密货币钱包将这部分比特币作为支付，购买商品或服务。与此相比，比特币的运作方式非常复杂。

比特币区块链

区块链是一种分布式账本，利用加密技术将共享的信息数据库链接在一起。“分布式”意味着它存储在多台计算机上，而不是像大多数数据存储方式那样集中存储在一个服务器上。

这些计算机上的自动化程序网络维护着区块链，并执行其正常运作所需的功能。

区块链中的区块是一个文件，包含区块头、交易计数器和记录在该区块中的交易。交易计数器列出了该区块中的所有交易，而区块头则由以下几个元素组成：

• 软件版本：区块链当前运行的版本（有时称为魔术数字）

• 前一个区块哈希：前一个区块的加密信息

• Merkle 根：包含所有早期交易哈希信息的单个哈希值（加密信息）

• 时间戳：区块创建的日期和时间

• 难度目标：矿工们正在尝试解决的当前网络难题

• Nonce：代表“仅使用一次的数字”，用于解决挖矿问题并打开区块

正如上所述，每个区块都包含前一个区块的哈希信息。这创造了一个加密的区块链（文件），其中包含所有先前区块的信息，直到回溯到区块链的第一个区块。

比特币加密与安全性

比特币使用 SHA-256 哈希算法 对存储在区块链区块中的数据进行加密（哈希）。简而言之，区块中的交易数据被加密成一个 256位（64位十六进制）数字。这个数字包含了所有的交易数据及与之前区块关联的信息。

虽然区块中的数据被加密并用于下一个区块，但该区块并非不可访问或不可读。每个区块的哈希值会被用于下一个区块，然后下一个区块的哈希值又会被用于下一个区块，依此类推，但所有的区块都是可以读取的。这确保了任何想要审核区块链的人都能进行操作，并且区块在没有改变所有其他区块的情况下无法被修改。

如何购买比特币

如果您不想通过挖矿获得比特币，可以通过加密货币交易所购买。由于比特币的价格，很多人无法一次性购买整颗比特币，但您可以通过这些交易所使用法定货币（如美元）购买比特币的一部分。

例如，您可以在 Coinbase 上购买比特币，只需创建并通过银行账户、信用卡或借记卡为账户充值。

比特币购买步骤

图 3：比特币挖矿的工作原理

各种硬件和软件都可用于挖矿比特币。比特币区块链刚发布时，人们可以在个人电脑上进行竞争性挖矿。然而，随着比特币越来越受欢迎，越来越多的矿工加入了网络，这降低了最终解出哈希值的概率。

如果您的个人电脑配备了较新的硬件，您仍然可以使用它来挖矿，但使用家用电脑单独解出哈希值的概率微乎其微。

这是因为您是在与一个每秒生成约 745 千万亿次哈希值的矿工网络竞争（截至 2024 年 12 月 5 日）。专门为挖矿而设计的机器——称为专用集成电路 (ASIC)——每秒可以生成超过 400 万亿次哈希值。相比之下，配备最新硬件的计算机每秒只能生成约 100 兆次哈希值（1 亿次）。

比特币挖矿方法与策略

比特币挖矿有两种硬件选项和几种软件选项。

1. 您可以使用现有的计算机和与比特币软件兼容的挖矿软件，加入一个挖矿池。挖矿池是矿工们将计算能力集中起来，与大型 ASIC 挖矿农场竞争的团体。您可以加入许多不同的挖矿程序和池。CGMiner 和 BFGMiner 是最著名的挖矿程序之一。Foundry Digital、Antpool、F2Pool、ViaBTC 和 Binance.com 是最受欢迎的挖矿池。

2. 如果您具备足够的经济能力，您可以购买一个 ASIC 挖矿机。一般来说，您可以以大约 10,000 美元 的价格购买一台新的 ASIC 挖矿机，但矿工们通常会出售他们的旧设备以便升级系统。如果您购买一个或多个 ASIC，您需要考虑一些显著的费用，例如电费和冷却费用。请记住，即使您使用一两个 ASIC 挖矿设备，也无法保证获得奖励，因为您将与拥有大量 几十万，甚至 上百万 ASIC 的企业竞争。例如，比特币挖矿公司 CleanSpark 宣称其部署了 195,059 台矿机。

加入挖矿池可以增加获得比特币奖励的机会，但由于奖励是共享的，因此每个成员的奖励会显著减少。在选择挖矿池时，了解其奖励分配和费用支付方式非常重要，此外，阅读一些挖矿池的评价也有助于做出明智选择。

如何使用比特币

图 4：如何使用比特币

比特币最初是作为一种点对点支付方式设计和发布的。然而，由于其价值的不断增长、来自其他区块链和加密货币的竞争，以及为比特币区块链处理信息的区块链的不断发展，它的用例正在不断增长。

支付

许多商家、零售商和商店都接受比特币作为商品和服务的支付手段。

接受加密货币的实体店通常会挂出“此处接受比特币”的标志。交易可以通过二维码和触摸屏应用程序，使用必要的硬件终端或钱包地址进行处理。在线商家可以通过将比特币支付选项添加到其他在线支付选项（例如信用卡、PayPal 等）中，轻松接受比特币。

要使用比特币，您需要一个加密货币钱包。 钱包是你的区块链接口，可以保存你的比特币私钥。进行交易时，你必须输入这些私钥。

投资与投机

随着比特币日益普及，投资者和投机者也对其产生了兴趣。2009年至2017年间，加密货币交易所应运而生，促进了比特币的买卖。比特币价格开始上涨，需求也逐渐增长，直到2017年，比特币价格突破1000美元。

许多人相信比特币价格会持续上涨，并开始购买它作为长期投资。交易员开始利用加密货币交易所进行短期交易，市场也随之腾飞。

比特币价格在 2021 年 11 月达到约 69,000 美元后，于 2022 年暴跌。2022 年 3 月，比特币价格一度高达 47,454 美元，但到 11 月，已跌至 15,731 美元。随后，比特币价格在 2023 年回升，最高达到 31,474 美元，之后跌破 30,000 美元。

2024年初，随着人们对比特币现货ETF获批的预期升温，比特币价格跃升至4万美元左右。到2024年2月中旬，ETF获批后，比特币价格攀升至5万美元以上。

2024 年 11 月唐纳德·特朗普再次当选后，乐观情绪和价格均有所上升，在投资者和分析师多年来对比特币能否突破 10 万美元争论不休之后，比特币于 2024 年 12 月 5 日首次突破 10 万美元。

比特币价格往往跟随股市走势，因为投资者对待比特币的方式与对待其他投资的方式相同。然而，比特币价格波动被严重夸大，有时甚至会出现数千美元的波动。许多比特币投资者倾向于“新闻交易”，每当重大新闻事件发生时，比特币价格都会出现波动。

总结：我应该投资比特币吗？

2019年12月31日，比特币的价格为 7,167.52美元，一年后，它的价格上涨了超过 300%，达到了 28,984.98美元。在2021年上半年，比特币继续飙升，在2021年11月交易价格创下 69,000美元 的历史新高。随后，价格在接下来的几个月内回落至约 40,000美元，并在2024年以更快的速度上涨，突破 100,000美元。

由于如此剧烈的价格波动，许多人购买比特币的目的是为了其投资价值，而非其作为交换媒介的功能。然而，由于其缺乏保障的价值和数字性质，购买和使用比特币存在几种固有的风险。

美国证券交易委员会（SEC）、金融行业监管局（FINRA）以及消费者金融保护局（CFPB）发布的许多投资者警告都与比特币投资相关。

以下是您在交易或投资比特币时可能面临的一些风险：

• 监管风险：加密货币相关项目与监管机构之间的持续博弈使得比特币的长期稳定性和流动性充满不确定性。截至2024年12月，监管当局尚未将比特币视为证券，但这一立场可能发生变化。

• 安全风险：大多数比特币用户并非通过挖矿获得代币，而是通过流行的加密货币交易所进行购买和出售。这些交易所完全数字化，面临黑客、恶意软件和操作故障的风险。

• 保险风险：比特币及其他加密货币并不受证券投资者保护公司（SIPC）或联邦存款保险公司（FDIC）的保险保护。然而，一些交易所通过第三方提供保险。例如，Gemini 和 Coinbase 提供加密货币保险，但仅限于系统故障或网络安全漏洞。如果您在这些交易所存入现金存款，可能符合“透传” FDIC 保险的资格。

• 欺诈风险：即使区块链内置有安全措施，仍然存在欺诈活动的机会。

• 市场风险：与任何投资一样，比特币的价值可能会波动。事实上，在其短暂的存在期间，比特币的价值经历了极大的价格波动。由于交易所上的高交易量买卖，比特币对相关新闻事件非常敏感。

比特币监管和法律考虑

图 5：比特币在世界各地的合法性

与任何新兴技术一样，比特币的监管一直存在挑战。美国政府希望对加密货币实施监管，但在努力不扼杀这一不断增长且具有经济效益的行业时，面临着诸多困难。

美国执法机构继续依赖现有的证券、商品和税收法律。然而，截至2024年12月，尚未有任何立法尝试获得美国立法机构的广泛关注。

欧盟委员会备受期待的《加密资产市场法案》于2023年生效，为欧盟的加密货币监管奠定了基础。

印度在2023年12月关闭了多个加密货币交易所，并继续推迟审议有关比特币和其他加密货币的立法。

总结：我应该投资比特币吗？

比特币是第一种公开推出的加密货币，旨在作为法定货币以外的支付手段使用。自2009年推出以来，比特币的受欢迎程度飙升，其区块链的应用范围也不断扩大。

尽管比特币的生成过程较为复杂，但投资比特币则更加直接。投资者和投机者可以在加密货币交易所买卖比特币。与任何投资一样，特别是像比特币这样新兴且高度波动的投资，投资者应考虑比特币是否是合适的投资。

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