加密貨幣挖礦是如何運作的

本指南說明加密貨幣礦工在做什麼以及為什麼這樣做：交易如何變成區塊，雜湊與 nonce 是什麼，難度如何讓出塊維持節奏，獎勵從哪裡來，以及為什麼大多數人在礦池中挖礦。全文以 Blocknet 為例，所以每個數字都是你可以核對的真實數字。

什麼是加密貨幣挖礦？

挖礦同時完成兩項工作。它為交易排序，讓所有人對哪筆付款在先達成一致；它也依固定的計畫發行新幣，因此不需要信任任何人來創造貨幣。比特幣在 2008 年提出了這個構想，如今許多幣都在使用它，Blocknet 也是其中之一。有些鏈改用權益證明，例如 2022 年起的以太坊；工作量證明與權益證明的差異一文比較了兩者。

區塊裡有什麼？

區塊是一批交易加上一個描述它的簡短區塊頭。Blocknet 的區塊頭有七個欄位：

前一個雜湊欄位讓區塊連成鏈。每個區塊都指向它前面的區塊，所以修改任何一筆舊交易都會改變該區塊的指紋，並破壞它之後的每一個連結。每個區塊的第一筆交易是 coinbase 交易，它把獎勵支付給找到該區塊的礦工。

礦工如何找到區塊？

雜湊函式把任意輸入變成一個看起來隨機的固定長度數字。輸入哪怕只改變一個位元，輸出也會完全不同。把這個輸出看作一個巨大的數字：如果它小於或等於目標值，區塊就有效。目標值越低，能勝出的雜湊就越少，平均需要的嘗試次數也就越多。

在 Blocknet 上，每次嘗試都是一次 Argon2id 雜湊。8 位元組的 nonce 作為密碼，區塊頭的其餘部分作為鹽值，每次雜湊都要處理 2 GiB 記憶體，才會得到一個 32 位元組的結果。當礦工找到小於或等於目標值的雜湊時，就把區塊傳送到網路。每個節點只需重複這一次雜湊就能確認它，所花的工作只是找到它所需工作的一小部分。

Argon2id 詳解逐步說明了這種雜湊的每個步驟，以及它為什麼需要這麼多記憶體。

什麼是挖礦難度？

難度是決定目標值的數字。在 Blocknet 上，目標值等於 (2^256 − 1) 除以難度，這表示難度大約就是全網平均找到一個區塊所需的雜湊次數。

這給了你一個快速看懂網路的方法。Blocknet 目標是每 300 秒一個區塊，所以全網算力約等於難度 ÷ 300。舉例來說，難度為 6,000,000 時，全網每秒大約進行 20,000 次雜湊。

隨著礦工來來去去，網路會調整難度，讓出塊維持節奏：

• 比特幣目標是十分鐘出一個塊，每 2,016 個區塊重新計算一次難度，大約每兩週一次。
• Blocknet 目標是五分鐘出一個塊，用 LWMA（線性加權移動平均）在每個區塊之後重新計算難度。它查看最近 60 個區塊，並給最新的區塊最大的權重，所以能很快跟上算力的變化：整個區間涵蓋約五小時的區塊。

LWMA 也限制了單一異常區塊對結果的影響：每個區塊的出塊時間至少以 1 秒、最多以 1,800 秒（目標的六倍）計算。如果出塊快於每五分鐘一個，難度就上升；如果慢於這個速度，難度就下降。

礦工如何獲得收益？

每個區塊都在它的 coinbase 交易中產生新幣。在 Blocknet 上，coinbase 交易只有一個輸出，金額恰好等於區塊獎勵，支付到礦工選定的地址。創世區塊中沒有任何交易，所以流通中的每一枚幣都是挖出來的。

獎勵遵循公開的計畫。Blocknet 的獎勵起始為每個區塊 723.25 BNT，並平滑遞減，每個 30 天的月份（8,640 個區塊）下調一次。四年後總發行量約達 1 億 BNT，此後每個區塊永久支付 2 BNT 的尾部獎勵，所以礦工始終有幣可挖。

挖出的幣要等 60 個區塊（約五小時）後才能花用。這段等待讓鏈上短暫的分岔先平息下來，然後新的獎勵才能花用。

為什麼大多數礦工加入礦池？

礦池把許多礦工的算力合在一起，讓整個群體經常找到區塊，然後依每個成員貢獻的工作分配每筆獎勵。獨立挖礦時，一個小礦工可能要等幾天或幾週才能挖到一個完整的區塊；在礦池中，同樣的算力會帶來穩定的一連串小額收益。

算一算就明白了。Blocknet 每天產生 288 個區塊，所以你獨立挖礦時每天預期挖到的區塊數為 288 × (你的算力 ÷ 全網算力)。如果你的機器占全網的千分之一，平均每天可找到約 0.29 個區塊，也就是每三天半一個區塊，但實際間隔每次都會有所不同。

礦池用份額衡量你的工作。份額是符合礦池為你的連線設定的較低目標的雜湊。每個份額都計入你應得的獎勵部分，而同時符合網路完整目標的份額就是一個真正的區塊，礦池會把它提交到區塊鏈。在 bntpool.com 上：

• 份額難度依連線調整，目標是每五分鐘約十個份額，所以快機器與慢機器都能定期回報工作。
• 獎勵依 PPLNS 分配，區間為六小時：每個區塊的獎勵分給它被找到之前六小時內提交的份額。
• 收益從 0.1 BNT 起付，在區塊達到 60 個區塊深度之後支付。

如果你執行自己的節點，也可以獨立挖礦（solo），保留你找到的每一個區塊。挖礦指南介紹了這兩種方式。

什麼決定你的挖礦速度？

雜湊函式決定哪種硬體表現好。比特幣的 SHA-256 幾乎不需要記憶體，所以如今大部分比特幣挖礦由叫作 ASIC 的專用晶片完成。Blocknet 選擇了 Argon2id，這是一種記憶體密集的函式，設計目標是抵抗 ASIC：每次雜湊都要占滿 2 GiB 記憶體，所以記憶體容量與記憶體頻寬決定你的速度。

這改變了一般電腦的計算方式：

• 記憶體決定執行緒數。 每個挖礦執行緒都需要自己的 2 GiB 記憶體區，所以一台 16 GB 的機器在為系統留出空間後，大約能執行六到七個執行緒。
• 記憶體頻寬決定總速度。 每次雜湊大約寫入 2 GiB、讀取 2 GiB，所以記憶體讀寫越快的機器，每秒完成的雜湊越多。
• CPU 與顯示卡都能挖。 在 Windows 與 Linux 上，seine 會同時在 CPU 與每張 NVIDIA 顯示卡上挖礦，兩者的算力相加。

seine 測得的最佳成績是 AMD EPYC Zen 5 伺服器（EPYC 9R45，32 個執行緒）上的 49.4 H/s，Apple M4 Max MacBook Pro 可達 30.9 H/s。硬體指南列出了測試過的每一代硬體的結果，2026 年 CPU 挖礦一文則說明了記憶體密集型幣種為什麼適合一般處理器。

誰來確保鏈的誠實？

每個節點都會檢查每個區塊：雜湊符合目標值，交易有效，獎勵完全正確。任何一項檢查不通過的區塊都會被拒絕，不論為它投入了多少工作。

當兩個礦工幾乎同時找到區塊時，鏈會短暫分岔。Blocknet 節點跟隨總工作量最大的鏈，也就是所有區塊難度總和最大的鏈，所以只要下一個區塊落在其中一邊，分岔就會消除。這就是錢包要計算確認數的原因：在 Blocknet 上，10 個確認（約 50 分鐘）即視為安全，任何節點都不會重組超過 100 個區塊深度的鏈。

在你自己的電腦上試試

挖 Blocknet 只需三步：準備一個地址，下載 seine，執行它並接受預設礦池 bntpool.com。seine 會在挖礦時自行選擇執行緒數、CPU 運算核心程式與記憶體配置，所以幾分鐘內你就能看到第一批份額。