比特币并不是由某家公司印出来,也不是矿机里预先存着一批数字资产,而是按照既定协议,在新区块被成功写入区块链时生成。矿工通过运行专用矿机参与工作量证明,争夺记账权,成功打包区块的一方可以获得区块补贴和交易手续费。当前比特币的基础区块补贴为3.125 btc,发行节奏由代码自动执行,任何单一机构都不能随意增发。

比特币挖矿的核心,不是破解某个复杂公式,而是进行规模巨大的哈希尝试。矿工会把前一区块哈希、待确认交易形成的摘要、时间戳、难度目标以及不断变化的nonce等信息组合成区块头,再反复计算哈希值,直到结果低于网络规定的目标值。这个过程很难找到答案,却很容易由其他节点验证,因此既能筛选出新区块生产者,也能让篡改历史记录变得异常昂贵。矿机算力越高,每秒尝试的次数越多,理论上获得记账机会的概率就越大。

矿工并不是拿到一笔普通转账后就能声称自己生产了比特币。成功找到有效区块后,矿工会在区块中放入一笔特殊的coinbase交易,把协议允许的区块补贴以及该区块内所有交易支付的手续费转给自己。节点会检查交易输入输出、区块大小、哈希难度和奖励金额,一旦发现矿工多写哪怕一枚聪,整个区块都会被网络拒绝。为了防止短暂分叉带来重复支出,coinbase交易通常还要经过100个区块的成熟期,才能真正花费。

现实中的比特币生产大多由矿池完成。单个矿工独立挖矿,可能很长时间都碰不到有效区块,收入波动极大;加入矿池后,矿池向参与者分配工作任务,矿工提交被称为share的计算结果,用来证明自己贡献了算力。只有少数share最终达到全网难度、成为有效区块,但矿池会按照算力贡献和结算规则分配收益。也就是说,矿池并没有改变比特币的发行规则,只是把不确定的区块奖励拆分成相对平滑的收入。
比特币的稀缺性,来自区块补贴每210000个区块减半一次,大约四年发生一轮。早期每个区块奖励为50 BTC,后来依次降至25 BTC、12.5 BTC、6.25 BTC,2024年4月20日第四次减半后变为3.125 BTC。与此网络会动态调整挖矿难度,使平均出块时间维持在约10分钟,避免矿工数量增加后发行速度失控。随着补贴不断下降,交易手续费在矿工收入中的重要性会逐步提升;从长周期看,比特币生产本质上是算力、电力、设备效率与协议规则共同作用的结果。
