比特幣挖礦原理解析,2025還能透過挖礦賺錢嗎?

比特幣挖礦原理解析,2025還能透過挖礦賺錢嗎?

挖礦是什麼?

在加密貨幣世界中,透過硬體設備處理指定任務(通常為驗證、紀錄交易)並獲得加密貨幣獎勵的過程稱之為「挖礦」。挖礦是許多加密貨幣的核心機制,如比特幣以及早期的以太幣,由於代幣的分配依賴挖礦產出,因此誰挖礦的多,誰就持有較多加密貨幣,這也一定程度上確保加密貨幣的去中心化。

挖礦必懂:區塊鏈原理

區塊鏈是一種去中心化的分散式帳本技術,用於記錄加密貨幣的交易數據,而想要在區塊鏈上紀錄數據,就必須經由礦工(指參與挖礦的人)通過計算將交易數據打包成區塊,並添加到區塊鏈紀錄中存放。

區塊鏈中不僅有使用硬體設備挖取加密貨幣的單一方法,目前主流挖礦機制有兩種:工作量證明(PoW)以及權益證明(PoS)。

  • 工作量證明(PoW)
    PoW 是比特幣及其他早期主流加密貨幣(萊特幣、狗狗幣)採用的挖礦機制,其特色是利用電腦上的 CPU、GPU 或是專門的礦機作為算力,為網路貢獻工作量。PoW 的好處在於無需持有任何貨幣,只要有能夠提供算力的設備即可參與賺取加密貨幣。
  • 權益證明(PoS)
    PoS 是一種較新的挖礦機制,廣泛用於以太坊 2.0,不同之處在於 PoS 不依賴硬體設備進行挖礦,取而代之的是利用持有的代幣進行「質押」。省去硬體設備的困擾,自然無需花費大量金錢購買硬體設備與支付電費,不過礦工卻需要持有特定幣種才可進行挖礦。

比特幣早期挖礦歷史

既然已經知道比特幣是用硬體設備挖礦,我們就來回顧一下挖礦設備歷史:

  • 2010 年以前:早期挖礦難度簡單,大多數人皆使用電腦 CPU 進行挖礦。
  • 2010~2011 年:因顯示卡的 GPU 擁有並行計算能力,逐漸成挖礦主流。
  • 2011~2012 年:FPGA(將 GPU 核心晶圓單獨取出並歸集)提供了更高的挖礦效率,逐漸使得挖礦專業化,一般用戶難以挖掘比特幣區塊。
  • 2013 年以後:專用集成電路(ASIC)礦機的出現使得傳統硬體設備難以參與比特幣挖礦,在當時大多礦工轉而挖取以太幣並為日後挖礦熱潮埋下種子。

比特幣挖礦運作原理

比特幣挖礦的核心任務是找到一個符合特定條件的哈希值(Hash),以驗證交易並生成新區塊,誰能夠最先找出該哈希值,就能取得比特幣挖礦獎勵,詳細流程如下:

  1. 交易發送:使用者在比特幣網路上發送交易。
  2. 礦工打包交易:礦工將使用者的交易打包成區塊。
  3. 運算嘗試:礦工利用礦機計算哈希並找出對應的區塊。
  4. 挖到新區塊:成功找到正確哈希區塊的礦工獲得比特幣獎勵。
  5. 紀錄區塊鏈:將該筆交易紀錄至區塊鏈上,所有人皆可透過區塊鏈查詢此筆交易。
比特幣挖礦運作原理

礦工如何競爭挖礦

挖礦的本質是競爭算力,因此如今大多礦工皆使用 ASIC 礦機開採比特幣,競爭方式如下:

  • 算力決定勝負:礦工的算力將直接影響挖到區塊的機率,例如一台算力為 100 TH/s 的礦機相較於 10 TH/s 的礦機而言,有 10 倍的機率產出有效區塊。
  • 礦池的興起:由於單獨挖礦挖出區塊的效率低下,許多礦工選擇聯合起來共同採礦,當有產出時再依照算力貢獻分享獎勵。
  • 全球競爭:比特幣挖礦不限時間、不限地點,因此哪個國家、地區的電費較低,則能取得較大優勢。

挖礦難度的動態變化

比特幣藉由挖礦難度的提升、挖礦產出的減半達到抑制貨幣產出過快的問題,截至撰文當下比特幣挖礦難度已達 123.23T,相較早期而言難度提升數萬億倍。


礦機是什麼?

礦機指的是專為 PoW 挖礦機制設置的硬體設備,主要用於解決複雜的數學運算並驗證交易,接著記錄至區塊鏈上,藉此賺取挖礦獎勵。對於採用 PoW 挖礦機制的幣種而言,礦機的效率及成本決定了礦工是否能夠賺錢,因此礦機通常會具備三大特點:

  • 高效運算:超越一般電腦數十倍,甚至數百倍的挖礦速度。
  • 穩定運行:支援長時間穩定運行,確保挖礦過程不中斷。
  • 能源優化:在算力與功耗之間取得平衡,以節省電費成本。

挖礦設備介紹

當前市場上主流挖礦設備分為兩種:一種是專挖比特幣的 ASIC 礦機,另一種則是挖其他山寨幣較常使用的顯示卡(GPU)。

ASIC 礦機

ASIC 礦機是專為特定挖礦算法設計的硬體,針對比特幣的 SHA-256 算法或狗狗幣的 Scrypt 算法進行高度優化。主流 ASIC 礦機品牌有:

  • Bitmain Antminer:常聽到的螞蟻礦機,算力範圍在 90 -110 TH/s,功耗約 3250W。
  • MicroBT Whatsminer:如 Whatsminer M50,算力約120 TH/s,功耗約3500W,性能與 Antminer 相當。
  • Canaan AvalonMiner:如 AvalonMiner 1246,算力約90 TH/s,適合中型礦場。

顯示卡(GPU)

雖然 GPU 在比特幣挖礦中早已被 ASIC 取代,但在其他 PoW 加密貨幣(如 ETC、狗狗幣)的挖礦中仍具競爭力。主流型號有:

  • NVIDIA RTX 系列:可用於遊戲、挖礦兩用的顯示卡,挖礦效能依個別顯示卡而定。
  • AMD RX 系列:與 RTX 系列同樣可用於遊戲、挖礦兩用,差別在於顯示卡內存較高。
  • NVIDIA CMP 系列:專為挖礦設計的顯示卡,無法進行顯示輸出。

比特幣挖礦教學

即使對於比特幣挖礦而言,GPU 已被 ASIC 礦機取代,不過以手邊資源而言,GPU 較 ASIC 礦機容易取得,因此本篇將以 GPU 挖比特幣為例進行教學。

現成挖礦軟體

在經歷加密貨幣挖礦熱潮後,市面上已誕生許多現成的挖礦軟體,本篇使用的是名為 CryptoTab 的挖礦軟體,在安裝好該軟體後,系統將自動抓取電腦可使用之 CPU、GPU,待確認完成後即可開始挖比特幣,操作上相當簡單,僅需拉動滑桿即可。不過由於 CryptoTab 限制較多(推出各種付費功能、NFT),因此將會壓縮收益。

比特幣挖礦教學

比特幣挖礦成本&收益試算

促使礦工們參與比特幣挖礦的重要性因素在於是否能夠獲利,因此計算成本及收益對於礦工而言至關重要。以下將詳細介紹成本與收益的計算公式,並推薦計算挖礦收益的網站,以利評估究竟現在挖礦是否仍划算。

比特幣挖礦成本

比特幣挖礦成本主要包含了許多方面,以下將列出包含的所有成本,本段落將以螞蟻礦機的 Bitcoin Miner S21 XP+ Hyd. 型號進行成本及收益試算:

  • 設備價格(一次性):15,350 美金(折合約 50 萬台幣)
  • 礦機功率(持續性):5,500 瓦/每小時
  • 電費(持續性):假設每度電 4 塊
  • 場地與基礎設施(一次性或持續性):租礦場及購買冷卻設施的成本。
  • 維護及營運成本(持續性):礦機、基礎設施之維修成本。
  • 礦池手續費(持續性):大多礦池皆會向礦工收取收續費。

比特幣挖礦收益

利用比特范網站內提供的挖礦收益計算器並套入上述成本後得知,每天可賺取收益約為 4 塊美金,且由於全網算力、挖礦難度提升等因素,導致挖礦收益將會逐漸降低,因此即使參與挖礦一年,只能回本約 10% 的礦機費用。

比特幣挖礦收益

每顆比特幣挖礦成本

根據財經M平方的數據顯示,2025 年 4 月份時每顆比特幣挖礦成本約落在 94,000 美元左右,可見與現價落差不大,因此若不在某些電費特別便宜的地區(如美國德州、冰島、加拿大魁北克等),可能無法賺取大量利潤。

每顆比特幣挖礦成本

挖礦面臨的挑戰&發展趨勢

比特幣採用 PoW 挖礦機制確保其網絡的安全性與去中心化。然而隨著挖礦行業的迅速發展,卻出現了許多質疑及不滿的聲浪,其中以能源消耗與環保的議題最為嚴重,因此本段落來討論挖礦產業未來可能面臨的挑戰及發展趨勢。

現階段困境

比特幣挖礦面臨的處境包括技術、經濟、環保三大方面:

技術及經濟挑戰

技術及經濟挑戰是礦工需要克服的難題,畢竟誰擁有的資源多、成本低,挖礦的收益就容易高於他人。

  • 高昂的硬體成本:如上述提到的螞蟻礦機一台動輒 50 萬台幣,且礦機時常推陳出新,需要每隔數年更換一批,折舊成本高。
  • 挖礦難度提升:全網算力逐漸增長,導致比特幣挖礦難度約每兩週就上調一次,使得礦機收益降低。

能源消耗

能源消耗則是外界普遍詬病的因素,原因如下:

  • 高能耗問題:上述舉例的螞蟻礦機,每小時需耗費 5,500 瓦的電量,這一數據高於日常生活中使用的家電,且礦場通常不會只擺放一台礦機,綜觀起來耗電量極為誇張。
  • 環境影響:高耗能也將導致碳排放問題,尤其是在依賴煤炭等燃料進行發電的地區。據統計,比特幣挖礦的碳足跡與某些工業部門相當,引發環境組織的批評。

未來發展趨勢

儘管面臨發展困境,礦機製造商及礦工們仍致力於尋求突破,以下是主要的發展趨勢:

  1. 可再生能源的利用
    為應對環境爭議,越來越多礦場轉向可再生能源(如水電、太陽能、風能),這將有效降低碳足跡並同時降低電費成本。
  1. 高效礦機
    隨著礦機的推出,新一代礦機在每 TH/s 的算力上需付出的耗電量顯著下降,上述的 Bitcoin Miner S21 XP+ Hyd. 目前已達到 11J/T 的節能效果,未來有望降低至 5~8J/T。
  1. 去中心化挖礦
    近期許多項目試圖改善挖礦協益,使得一般民眾能夠重新參與挖礦,並在挖礦的同時利用設備溫度作為暖氣使用。

挖礦常見問題

礦工能夠賺多少錢?
礦工的收入取決於多個面向,包括礦機算力、全網算力、電費、比特幣價格,而收益則取決於比特幣當時的區塊獎勵及價格。

如何節省挖礦成本?
挖礦成本主要來源於硬體設備、電費,因此節省方法如下:

  • 批量採購硬體:一次性採購大量礦機,以量制價。
  • 低電價地區:許多礦工選擇將礦場設置在低電價地區以節省電費支出。
  • 投資高效礦機:選購低能效比的 ASIC 礦機,降低電費支出。

比特幣還可以挖多久?
依目前挖礦情形而言,推論比特幣最後一個區塊將於 2140 年採出,不過若幣價停滯不前、全網算力仍在提升的話,有可能導致礦工關機,進而導致無人參與挖礦。

現在還有哪些幣種能挖?
除了比特幣外,狗狗幣、LTC、ETC、XMR 這些依靠 PoW 挖礦機制的幣種仍能參與挖礦。

挖礦會損壞硬體嗎?
這將取決於使用何種硬體挖礦,ASIC 是專為挖礦設計的硬體,較能承載長時間的運作,GPU 若長時間滿載、保持高溫則容易導致電容老化。

雲挖礦是什麼?
雲挖礦是指用戶租用礦場的算力進行挖礦,無需自行購買或維護設備,對於初新者而言門檻較低,但挖礦收益也較為不透明。


結語

比特幣挖礦是支撐其去中心化與安全性的基石,透過 PoW 機制使得礦工不僅驗證交易,還參與比特幣的發行。雖然礦工們初期需面臨高昂的成本,不過隨著科技的發達以及比特幣價格的持續上升,相信只要是存在利潤的市場,礦工們仍能解決難題,持續推進挖礦進度。看完此篇的你對於挖礦感興趣了嗎?不彷利用自家電腦嘗試看看吧!


學習討論群組

親愛的讀者,你可能在思考:「這些深入的分析方法和珍貴的資料分享,我要到哪裡去學習和看到?」 不必再四處尋找!除了 DA Labs 網站優質的內容外,我們建立了完整的社群生態系統,邀請想學習金融科技、區塊鏈/加密貨幣的朋友一同加入:

在 DA 交易者聯盟的各個社群平台中,有來自不同領域的專業講師和交易者,每日不停歇地討論市場資訊。動動你的手指,跟著我們踏上精彩的投資學習之旅吧!

DA Labs —— Bridge the Fintech Gaps