比特币诞生、运作原理及产业链剖析

最佳答案 匿名用户编辑于2024/05/13 15:12

比特币的运作原理 比特币基于POW(工作量证明)机制,以调整SHA-256哈希算法求值难度,控制出块速度,以维持其单个区块的出块时间在10分钟左右,比特币出块实际上就是 一个不断计算SHA-256哈希值的过程。

1.比特币的诞生

比特币2009年推出,创世区块诞生于2009年1月3日,这标志着比特币区块网络的正式运行。比特币创始人中本聪在白皮书中将其定位为点对点的电子支付系统。 比特币交易模型为UTXO模型,这一模型非常适用于账本记账,单个区块初始的大小被限制为1MB,后期随着交易需求量提升,1MB的空间不足以支撑网络交易需 求,2017年比特币社区通过了隔离见证(SegWit)的软分叉升级,SegWit通过将交易签名数据从交易数据中分离出来,提高了区块的实际容量(等效于1.7MB至 4MB)。

2.比特币的运作原理

比特币基于POW(工作量证明)机制,以调整SHA-256哈希算法求值难度,控制出块速度,以维持其单个区块的出块时间在10分钟左右,比特币出块实际上就是 一个不断计算SHA-256哈希值的过程。为了激励更多节点来帮助记账出块,比特币网络对最快算出哈希值的节点予以比特币奖励,初始奖励为50个比特币,而后每 210000个区块(大约为4年),奖励减半,直到约2140年,所有的2100万个比特币全部发行完毕,区块奖励发行完毕后出块节点仍可以获取每笔交易打包所支付 的交易费。

3.比特币产业链剖析

比特币产业链上游为矿机生产商,比特币出块的计算过程较为形象的称为挖矿,核心玩家为比特大陆、比特微、嘉楠科技、比特小鹿等,比特币矿机的发展经历了4 个阶段:1)CPU时代:2009-2010年,在比特币诞生初期,矿工主要使用普通CPU来挖矿,由于比特币SHA-256算法适合并行计算,因此多核CPU比单核CPU有 更高的算力,但CPU挖矿效率相对较低,且容易引起设备过热;2)GPU时代:2010-2011年,GPU本用于图像渲染和游戏加速,但其并行计算能力远超CPU,使 用GPU挖矿可以将算力大幅提升,这引发了第一次“算力军备竞赛”,AMD的HD 5800系列显卡成为当时最受欢迎的挖矿设备;3)FPGA时代:2011-2012年,一 些矿工开始尝试使用FPGA挖矿,FPGA是一种可重构的集成电路,可以通过编程来优化特定算法,FPGA矿机的出现预示着专业矿机时代的到来;4)ASIC时代: 2012年至今,ASIC矿机是专门为比特币挖矿设计的芯片,其算力和能效远超GPU和FPGA,一直更新迭代至今。 矿机的核心器件为其计算芯片,矿机厂商普遍为无晶圆厂,负责芯片设计,而由台积电、三星等厂商负责代工生产,而矿机生产成本中最大开支部分就来自于芯片 的生产,其余还包括封装测试等环节,电源模块、散热模块、控制板以及机箱等其他组件。

比特币产业链的中游为矿池与矿场,其中矿池主要为矿机提供集中算力调度以达到共同挖矿共享收益的目的,是比特币挖矿进入工业化时代后必然产物。单一矿工 已经很难单打独斗获取出块机会。而矿场则是较大的矿工,他们根据规模不同,有的也将算力接入矿池,获取稳定共享收益,有的通过自建矿池独享收益。目前全 球最大的矿池为北美的Foundry,根据BTC.com数据统计,Foundry的算力占比全网达到29.4%,第2、3名为比特大陆旗下的Antpool占比22.45%,ViaBTC占 比13.89%。矿企中的核心上市玩家为Marathon Digital、Riot Platform、CORE SCIENTIFIC、Bitfarms、CleanSpark等,大都来自北美地区。

比特币产业链下游为交易所,主要提供比特币的托管、交易等,头部的中心化交易所包括有Binance、Coinbase、OKX、KRAKEN等,去中心化交易所包括 Uniswap、Pancakeswap等,其他辅助环节包括比特币钱包、DEFI等。