比特币挖矿本质上就是比特币网络的分布式记账行为,挖矿的核心目的不是凭空创造比特币,而是竞争获得全网账本的记账权限,完成交易记录的上链确认,比特币发行奖励只是网络对记账工作的激励手段。很多普通投资者容易把挖矿理解成单纯的“挖币”,忽略了记账才是这一行为的底层职能,比特币整个去中心化账本的维护,完全依靠全球矿工的记账行为来运转,没有矿工完成记账打包,全网的转账交易就无法完成最终确认。

比特币网络里所有未确认的转账交易,都会先进入全网统一的交易内存池等待处理,矿工节点会实时监听网络,筛选内存池中合法的交易,优先选择手续费更高的交易进行整理,把一批交易打包成候选区块,同时在区块内添加一笔专属的创币交易,用于后续接收系统发放的记账奖励。矿工打包好交易数据后,会构造包含前一区块哈希值、交易默克尔根、时间戳、随机数等信息的区块头,随后利用专业ASIC矿机进行SHA-256哈希运算,不断调整随机数值,直到算出的哈希结果低于全网动态调整的难度目标,率先算出正确结果的矿工,就正式获得了本轮区块的记账权。
获得记账权的矿工会立刻把完整区块广播至全网所有节点,全节点会独立校验区块内所有交易的合法性,检查转账签名、账户余额是否符合规则,同时验证哈希计算结果是否达标,全部校验通过后,各个节点就会把这个新区块追加到自身存储的区块链账本末尾,全网账本完成同步更新,这笔持续十分钟左右的记账流程就正式结束。比特币全网平均每十分钟生成一个新区块,难度会每2016个区块自动调整,以此稳定出块速度,目前全网算力维持在极高水平,只有持续投入算力参与记账竞争,才有可能抢到记账资格,单个普通设备几乎无法独立完成记账工作,行业大多以矿池联合算力的形式参与记账。

记账行为的收益分为两部分,一是区块奖励,也就是新发行的比特币,比特币初始每个区块奖励50枚比特币,每产出21万个区块大约四年时间奖励减半一次,2024年第四次减半后当前单块奖励为3.125枚比特币,按照规则所有区块奖励发放完毕后,矿工的收入将完全依靠区块内的交易手续费,即便没有新币发行,记账维护账本的需求依然存在,矿工依旧可以通过处理交易获得收益。全网超过1.5万个分布在全球各地的全节点,各自保存着完整的交易账本,矿工的记账内容需要经过全网共识认可才会生效,任何单一节点都无法篡改已经上链的记账记录,这也是比特币账本不可篡改的核心原因。

矿工既是账本的记录者,也是网络安全的维护者,挖矿和记账是一体两面的行为,脱离记账职能的挖矿没有任何存在意义,比特币的发行机制也是依附于记账工作而设计的,二者无法分割。
