挖礦BTC怎么計算理論產出？礦池如何結算收益？_比特幣:比特幣行情預測

7月以來比特幣表現驚艷，月底首次突破11000美元，走出了近11個月來新高！比特幣上漲，最開心的莫過于比特幣礦工。那么牛市挖礦比特幣，礦工要怎么計算理論產出？一般算力礦池又會如何結算收益？

怎么計算比特幣挖礦的理論產出？

在計算每T算力一天的理論產出之前，我們首先要知道以下幾個概念：

難度（Difficulty）：指挖礦的難易程度，找到符合系統要求的Hash值的困難程度。

算力（Hashrate）：單位時間內，礦機完成Hash計算的次數

系統獎勵（Block Reward）：挖出一個新區塊，系統給礦工的比特幣獎勵，目前階段是6.25比特幣。

比特幣網絡初始難度定義為1，即 Difficulty=1，它所表示的意思是，比特幣網絡剛開始運行的時候，每進行 2^48/(2^16-1)≈2^32 次Hash計算，理論上能挖出一個區塊。

Kraken CEO：馬斯克應該對比特幣挖礦進行更多研究:加密貨幣交易所Kraken聯合創始人兼CEO Jesse Powell在回答有關特斯拉CEO埃隆·馬斯克對抨擊加密貨幣能源需求的問題時稱，“我不知道馬斯克已經研究了多久，但我認為他在這個話題上還有更多的研究要做。”（彭博社）[2021/6/17 23:44:51]

隨著挖礦算力的提升，比特幣挖礦難度在不斷提升，當挖礦難度為D時，理論上挖出一個新區塊需要進行 D*2^32 次哈希運算。

礦工的算力為H（單位為hash/s），他每天（24小時）的幣產出為P ，挖礦難度為D，系統獎勵為R，那么：

比特幣挖礦耗電量自6月以來逐步增長:雖然在減半之后兩周比特幣耗電量出現下滑，但隨后耗電量正在逐步上升的過程當中。Digiconomist的數據顯示，截至昨日，比特幣開采每年需要61.256太瓦時（TWh），這是自5月11日以來報告的最高數字。6月份以來長期處于60TWh上方。

據Digiconomist數據網站提供的數據，比特幣的碳排放量與現在的緬甸相當，同時還有與盧森堡類似的電子垃圾產生量。該網站指出，一筆比特幣交易的碳足跡相當于62.63萬筆Visa交易或觀看41757小時YouTube視頻。[2020/7/12]

我們假設礦工算力為1TH/s（即10^12H/s），難度D可以通過相關網站查詢，當前的難度D=16847561611550 ，系統獎勵R=6.25比特幣，計算得到1T算力每天的收益P=0.00000746比特幣。

分析 | 比特幣挖礦能耗增長在夏季放緩 且與價格變動無關:據bitcoinexchangeguide報道，數據顯示，在2018年上半年，當BTC價格從去年12月的高點19900美元大幅回調時，比特幣能耗強勁的上漲持續。例如，當BTC價格在三個月內下跌46.2％至2月17日的10707美元時，BTC的能源消耗同期增長了42.6％。當BTC在4月至6月底之間下降9.87％時，其能源消耗增長了20.9％。然而，2017年夏季月份之間的能源消耗增長與前三個月相比明顯下降。 2月10日至5月10日，能源消耗增長了33.1％。但在6月1日至8月31日僅增長了21.9％。此外，2018年6月1日至8月31日的三個月中，BTC價格下跌了6.3％，BTC能耗僅增加了5％。而在3月到5月間，BTC價格下跌了27％，BTC能耗增加了31.6%。因此，比特幣挖礦的能源消耗增長在夏季放緩的程度非常客觀。其次，這種放緩與價格變動無關，尤其在2017年。[2018/9/15]

瀏覽網站無形中“幫助”礦工挖礦:根據Alexa數據，流量排名前10萬個網站中，241個網站主頁中嵌入了某種挖掘軟件。根據中國安全公司360Netlab的分析，其中的49%是網站。這種秘密劫持，是一種在您不知情的情況下，使用您的計算機或電話遠程挖掘數字貨幣的過程。當您瀏覽網頁時，您的設備無法看到采礦的視覺線索。由于之前數字貨幣價格較低，這類秘密劫持軟件一直沒有大規模流傳，但隨著數字貨幣價格的上漲，又席卷重來了。[2018/2/10]

▲數據來源：https://btc.com/stats/diff

比特幣每T算力的理論產出通過網站就可以查到，下圖中的PPS結算方式下每T算力的收益，即為每T算力的理論產出。

數據來源：https://btc.com

挖出新區塊除了系統獎勵之外，還有打包交易的礦工費，這部分產出該如何計算呢？這跟礦池的結算方式相關。

礦池按什么方式給礦工結算收益？

比特幣挖礦的用戶數量非常龐大，而每10分鐘產出的比特幣又十分有限，形成了千萬人搶1個區塊的情況出現，所以，如果個人買一臺或者幾臺礦機單獨挖礦，有可能一整年也搶不到一個區塊，在這種情況下，就出現了一種組隊挖礦的方法，所謂的組隊挖礦，就是我們現在要講述的礦池(mining pool)。

礦池是一個通過特定算法而設計的服務器，所有連接到礦池服務器的用戶，會組隊進行挖礦。單臺礦機的算力雖然不足以挖出比特幣，但是成千上萬的人進行組隊挖礦，總體性能就會變得十分強大。在這種情況，挖礦的成功率會大大提升，一旦礦池中的隊伍成功制造了一個區塊，那么所有隊伍中的人會根據每個人的礦機算力進行分紅。

根據算力大小，按勞分配是礦池給礦工結算收益的基礎框架。此前PPS、PPLNS等曾是行業主流的分配方式，隨著行業發展目前比特幣礦池主要的結算方式為FPPS和PPS+。

▲不同結算方式對比

今天我們重點介紹目前主流的兩種比特幣礦池結算方式，包括PPS+和FPPS兩種不同的模式。

PPS+模式

PPS+即Pay Per Share Plus，這種結算方式，系統獎勵部分根據礦工提交的有效工作量來結算收益。具體的計算方式在上面介紹過：

礦池每天得到的礦工費則按照實際算力占比來分配。舉例說明，假設礦池以PPS+的方式給礦工結算收益。系統獎勵部分，礦工A一天的理論收益10BTC，礦工A算力占該礦池10%的算力，該礦池當天得到所有礦工費為2BTC，那么在忽略礦池費率的情況下，當天礦池要給礦工A分配：

10BTC+2*10%BTC=10.2BTC。

也就是說，PPS+的結算方式，系統獎勵不受礦池幸運值（礦池的幸運值=實際得到的系統獎勵/理論的系統獎勵*100%）的影響，而礦工費的部分與礦池收到的總礦工費相關，而礦池的礦工費受其幸運值的影響。幸運值越高，打包交易一般也更多，收到的手續費也就更多。如果礦池一天沒出塊，礦工也就分不到礦工費了。

FPPS模式

FPPS即Full Pay Per Share，意思是不管是系統獎勵還是礦工費都按照理論值結算。

舉例說明，假設礦池以FPPS的方式給礦工結算收益。系統獎勵部分，礦工A一天的理論收益為10BTC。當天全網的礦工費與系統獎勵比值為1.5%，忽略礦池費率的情況下，礦池要給礦工A分配：10*（1+1.5%）=10.15BTC。

FPPS結算模式下，礦工收益與礦池幸運值波動完全沒有關系。

總體而言，隨著礦池之間競爭的加劇，礦池結算方式也越來越精細化，經歷了從只結算區塊獎勵逐漸演變成結算區塊獎勵和礦工費PPS+和FPPS，這兩種結算方式是比特幣礦池目前主流的結算方式。

坎通作為全產業鏈的礦業公司，在POW機制挖礦領域，尤其是BTC挖礦行業進行了深度布局，我們在青海和四川建有多座大型比特幣礦場。坎通近期將會上線BTC礦池算力，敬請期待！

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