一、为什么比特币挖矿要在矿池里挖,不能自己挖吗

挖矿其实就是在竞争区块打包权

由于有数以万计的矿工竞争打包权，单个矿工抢得打包权的概率非常小，产出非常不稳定，有可能走狗屎运1小时就抢到一次，也有可能一年都抢不到一次。

为稳定挖矿产出，矿工往往选择加入矿池挖矿，矿池将大量矿工的算力整合在一起，在全网总算力中占据一定的份额，由此得到较稳定的挖矿产出，矿池在收取2%~4%矿池手续费后，将产出按矿工算力分配给矿工。

这就好比一个人买彩票很难中奖，于是矿池把很多人组织在一起买彩票，中奖了再按出资额分配给大家。

二、比特币矿池的协议stratum

转自：

getblocktemplate协议诞生于2012年中叶，此时矿池已经出现。矿池采用getblocktemplate协议与节点客户端交互，采用stratum协议与矿工交互，这是最典型的矿池搭建模式。

与getwork相比，getblocktemplate协议最大的不同点是：getblocktemplate协议让矿工自行构造区块。如此一来，节点和挖矿完全分离。对于getwork来说，区块链是黑暗的，getwork对区块链一无所知，他只知道修改data字段的4个字节。对于getblocktemplate来说，整个区块链是透明的，getblocktemplate掌握区块链上与挖矿有关的所有信息，包括待确认交易池，getblocktemplate可以自己选择包含进区块的交易。

挖矿有两种方式，一种叫SOLO挖矿，另一种是去矿池挖矿。前文所述的在节点客户端直接启动CPU挖矿，以及依靠getwork+cgminer驱动显卡直接连接节点客户端挖矿，都是SOLO挖矿，SOLO好比自己独资买彩票，不轻易中奖，中奖则收益全部归自己所有。去矿池挖矿好比合买彩票，大家一起出钱，能买一堆彩票，中奖后按出资比率分配收益。理论上，矿机可以借助getblocktemplate协议链接节点客户端SOLO挖矿，但其实早已没有矿工会那么做，在写这篇文章时，比特币全网算力1600P+，而当前最先进的矿机算力10T左右，如此算来，单台矿机SOLO挖到一个块的概率不到16万分之一，矿工（人）投入真金白银购买矿机、交付电费，不会做风险那么高的投资，显然投入矿池抱团挖矿以降低风险，获得稳定收益更加适合。因此矿池的出现是必然，也不可消除，无论是否破坏系统的去中心化原则。

矿池的核心工作是给矿工分配任务，统计工作量并分发收益。矿池将区块难度分成很多难度更小的任务下发给矿工计算，矿工完成一个任务后将工作量提交给矿池，叫提交一个share。假如全网区块难度要求Hash运算结果的前70个比特位都是0，那么矿池给矿工分配的任务可能只要求前30位是0（根据矿工算力调节），矿工完成指定难度任务后上交share，矿池再检测在满足前30位为0的基础上，看看是否碰巧前70位都是0。

矿池会根据每个矿工的算力情况分配不同难度的任务，矿池是如何判断矿工算力大小以分配合适的任务难度呢？调节思路和比特币区块难度一样，矿池需要借助矿工的share率，矿池希望给每个矿工分配的任务都足够让矿工运算一定时间，比如说1秒，如果矿工在一秒之内完成了几次任务，说明矿池当前给到的难度低了，需要调高，反之。如此下来，经过一段时间调节，矿池能给矿工分配合理难度，并计算出矿工的算力。

矿池通过getblocktemplate协议与网络节点交互，以获得区块链的最新信息，通过stratum协议与矿工交互。此外，为了让之前用getwork协议挖矿的软件也可以连接到矿池挖矿，矿池一般也支持getwork协议，通过阶层挖矿代理机制实现（Stratum mining proxy）。须知在矿池刚出现时，显卡挖矿还是主力，getwork用起来非常方便，另外早期的FPGA矿机有些是用getwork实现的，stratum与矿池采用TCP方式通信，数据使用JSON封装格式。

先来说一下getblocktemplate遗留下来的几个问题：

矿工驱动：在getblocktemplate协议里，依然是由矿工主动通过HTTP方式调用RPC接口向节点申请挖矿数据，这就意味着，网络最新区块的变动无法及时告知矿工，造成算力损失。

数据负载：如上所述，如今正常的一次getblocktemplate调用节点都会反馈回1.5M左右的数据，其中主要数据是交易列表，矿工与矿池需频繁交互数据，显然不能每次分配工作都要给矿工附带那么多信息。再者巨大的内存需求将大大影响矿机性能，增加成本。

Stratum协议彻底解决了以上问题。

Stratum协议采用主动分配任务的方式，也就是说，矿池任何时候都可以给矿工指派新任务，对于矿工来说，如果收到矿池指派的新任务，应立即无条件转向新任务；矿工也可以主动跟矿池申请新任务。

现在最核心的问题是如何让矿工获得更大的搜索空间，如果参照getwork协议，仅仅给矿工可以改变nNonce和nTime字段，则交互的数据量很少，但这点搜索空间肯定是不够的。想增加搜索空间，只能在hashMerkleroot下功夫，如果让矿工自己构造coinbase，那么搜索空间的问题将迎刃而解，但代价是必要要把区块包含的所有交易都交给矿工，矿工才能构造交易列表的Merkleroot，这对于矿工来说压力更大，对于矿池带宽要求也更高。

Stratum协议巧妙解决了这个问题，成功实现既可以给矿工增加足够的搜索空间，又只需要交互很少的数据量，这也是Stratum协议最具创新的地方。

再来回顾一下区块头的6个字段80字节，这个很关键，nVersion，nBits，hashPrevBlock这3个字段是固定的，nNonce，nTime这两个字段是矿工现在就可以改变的。增加搜索空间只能从hashMerkleroot下手，这个绕不过去。Stratum协议让矿工自己构造coinbase交易，coinbase的scriptSig字段有很多字节可以让矿工自由填充，而coinbase的改动意味着hashMerkleroot的改变。从coinbase构造hashMerkleroot无需全部交易，

如上图所示，假如区块将包含13笔交易，矿池先对这13笔交易进行处理，最后只要把图中的4个黑点（Hash值）交付给矿工，同时将构造coinbase需要的信息交付给矿工，矿工就可以自己构造hashMerkleroot（图中的绿点都是矿工自行计算获得，两两合并Hash时，规定下一个黑点代表的hash值总是放在右边）

。按照这种方式，假如区块包含N笔交易，矿池可以浓缩成log2(N)个hash值交付给矿工，这大大降低了矿池和矿工交互的数据量。

Stratum协议严格规定了矿工和矿池交互的接口数据结构和交互逻辑，具体如下：

1.矿工订阅任务

启动挖矿机器，使用mining.subscribe方法链接矿池

返回数据很重要，矿工需本地记录，在整个挖矿过程中都用到，其中：

Extranonce1，和 Extranonce2对于挖矿很重要，增加的搜索空间就在这里，现在，我们至少有了8个字节的搜索空间，即nNonce的4个字节，以及 Extranonce2的4个字节。

2.矿池授权

在矿池注册一个账号，添加矿工，矿池允许每个账号任意添加矿工数，并取不同名字以区分。矿工使用mining.authorize方法申请授权，只有被矿池授权的矿工才能收到矿池指派任务。

3.矿池分配任务

以上每个字段信息都是必不可少，其中：

有了以上信息，再加上之前拿到的Extranonce1和Extranonce2_size，就可以挖矿了。

4.挖矿

1)构造coinbase交易

用到的信息包括Coinb1, Extranonce1, Extranonce2_size以及Coinb2，构造很简单：

为啥可以这样，因为矿池帮矿工做了很多工作，矿池已经构建了coinbase交易，系列化后在指定位置分割成coinb1和coinb2，coinb1和coinb2包含指定信息，比如coinb1包含区块高度，coinb2包含了矿工的收益地址和收益额等信息，但是这些信息对于矿工来说无关紧要，矿工挖矿的地方只是Extranonce2的4个字节。另外Extranonce1是矿池写入区块的指定信息，一般来说，每个矿池会写入自己矿池的信息，比如矿池名字或者域名，我们就是根据这个信息统计每个矿池在全网的算力比重。

2)构建Merkleroot

利用coinbase和merkle_branch，按照上图方式构造hashMerkleroot字段。

3)构建区块头

填充余下的5个字段，现在，矿池可以在nNonce和Extranonce2里搜索进行挖矿，如果嫌搜索空间还不够，只要增加Extranonce2_size为多几个字节就可轻而易举解决。

5.矿工提交工作量

当矿工找到一个符合难度的shares时，提交给矿池，提交的信息量很少，都是必不可少的字段：

矿池拿到以上5个字段后，首先根据任务号ID找出之前分配任务前存储的信息（主要是构建的coinbase交易以及包含的交易列表等），然后重构区块，再验证shares难度，对于符合难度要求的shares，再检测是否符合全网难度。

6.矿池给矿工调节难度

矿池记录每个矿工的难度，并根据shares率不断调节以指定合适难度。矿池可以随时通过mining.set_difficulty方法给矿工发消息另其改变难度。

如上，Stratum协议核心理念基本解析清楚，在getblocktemplate协议和Stratum协议的配合下，矿池终于可以大声的对矿工说，让算力来的更猛烈些吧。

三、比特币怎么挖矿

挖矿就是做矿工用自己的电脑生产比特币，在早期的客户端中还有挖矿这一选项，但现在已经取消了，原因很简单，随着参与挖矿的人数越来越多，自己一个人挖矿可能要挖上几年才有50个币，所以现在矿工一般都组织成矿工行会，大家一起挖。

具体的挖矿方法，你可以去jr123互联网金融导航网站的虚拟货币-比特币分类下查看，有挖矿教程以及原理讲解等很多相关内容，我这里简单说一下：

①安装官方客户端

首先要安装Bitcoin官方客户端以获取你的收款地址(Address)，BTC协议鼓励每次收款使用不同收款地址以保持不可追踪性。这里的收款地址相当于你的一个收款帐号，而每个人可以有无限多个收款帐号，官方客户端会自动汇总你所有地址中的款额作为可用总额。安装、运行Bitcoin官方客户端后，程序会自动计算出你的私钥并生成第一个收款地址，以1开头的一串字母和数字组合，如 1AhNWp14rNUoWgwrZNtc9vm586pCVqom3n。这个就是你的收款地址了。

②注册集体挖矿网站

你需要到挖矿网站注册（Register）一个帐号（Account），以便保存你的工作成果和收款地址。目前运作的比较好的有

Deepbit（不推荐，3%手续费，也可以按每个计算成果付费，即Pay per share模式）

BTCGuild（推荐，Pay per share模式，5%手续费，支持namecoin混合挖矿）

P2POOL（推荐，需要可这客户端，配置复杂，收益高）

50BTC（（推荐，收益高，PPS模式，可以直接兑换，提现）、

注册好帐号后，可能需要点开电子邮件中地址或输入邮件中的确认码，以确认邮箱地址。在网站payment address中填入你的收款地址，比如 1AhNWp14rNUoWgwrZNtc9vm586pCVqom3n。将minimum payment(最小自动付款额)设置成0.01，以便尽快收到第一笔付款。然后注册新的worker帐号（挖矿工人进程），因为每个人可能有多个计算机或多个计算进程可以使用，所以每个帐号下可注册多个worker。Worker通常有独立的用户名和密码，worker用户名一般是你的帐号名+自定义后缀，密码简单好记就好，worker的密码被别人知道也没有什么安全问题。注意不要和账户或邮箱密码相同即可。安装GPU计算程序下载GUI Miner。如果你有独立显卡，尽可能使用GPU计算程序，因为设计结构和指令集不同，GPU计算能力一般是CPU的几十至几百倍。如果使用AMD/ATI显卡，还需安装AMD显卡开发包。解压缩GUI Miner后，运行GUIMiner.exe，选择你注册的挖矿网站，填入你的worker帐号和密码，点Start mining即可开始挖矿。（File->Save settings保存当前设置。菜单第一项为创建新的Worker。）使用ATI 5xxx系列显卡计算时，可以在flags里填入-v-w128参数。使用CPU计算无需填写任何参数。Device为设备列表，显卡通常显示为显卡核心的名字，如57xx系列为Juniper，以及CPU设备。一个设备可以对应多个worker同时工作，程序会自动分配计算能力。即几个不同worker设置使用一个device，同时挖矿。不过对提高效率没有什么帮助……过1个小时刷新你的挖矿网站页面就可以看到你的收益了，一般超过0.1BTC即可收款。Bitcoin官方客户端运行时会自动显示最新余额。当然，离线时也可以正常收款。下次启动Bitcoin客户端即可看到收款。

四、如何挖比特币

1、首先连接好网线，把网线插进矿机的网线接口，记得插紧一点哦。只有连接上网线矿机才能挖矿，宽带没有限制。

2、矿机电源的各个接口接入矿机，电源有10根接线，分别接入算力板和控制板，像这样就是把所有的电源线接口全都接好了，接好线之后记得检查一下有没有插得不够深的地方。接完所有的线就可以让电源通电了，这时候矿机的灯会开始亮，机器开始响。

3、打开IPReporter这个软件，点击“Start”，然后按住矿机的IPReporter这个按钮，按一秒之后松开。此时软件上会自动弹出这台矿机的IP地址，将IP地址复制到浏览器中。点击回车键，在弹出的身份验证中，用户名和密码都输入“root”，点击确定。

4、这个时候我们就进入管理矿机的后台啦，在miner configuration（矿机配置）这里，把蚂蚁矿池的挖矿服务地址复制过来，只复制//后面的内容即可。总共有三个地址，全部都要复制到矿机后台。这一步就是保证挖到币都能到你自己的账户里来。

Worker这一栏填上自己蚂蚁矿池的刚刚创建的矿工名就行，三个都填一样的，密码自己设置即可，点击右下角的Save&Apply，等待设置完成即可。

5、进入Miner Statu（矿机状态），多刷新几次，就可以出现蚂蚁矿机目前的运行情况啦！再打开自己的矿池，就可以看到矿机为你挖出了多少币。

扩展资料

用户可以买到比特币，同时还可以使用计算机依照算法进行大量的运算来“开采”比特币。在用户“开采”比特币时，需要用电脑搜寻64位的数字就行，然后通过反复解谜密与其他淘金者相互竞争，为比特币网络提供所需的数字，如果用户的电脑成功地创造出一组数字，那么就将会获得25个比特币。

由于比特币系统采用了分散化编程，所以在每10分钟内只能获得25个比特币，而到2140年，流通的比特币上限将会达到2100万。换句话说，比特币系统是能够实现自给自足的，通过编码来抵御通胀，并防止他人对这些代码进行破坏。

参考资料来源：百度百科：比特币的产生原理