挖矿节点计算机在挖矿时要做两个使命：
第一个使命是把比特币收集中未确认的交易按梅克尔树组拆成候选区块，未被纳入的交易则往下顺延。
在创建候选区块时，除了通俗的交易之外，矿工在此中增加一个特殊的交易：币基交易（coinbase transaction）。若是挖矿胜利，则币基交易会凭空转出新区块的奖励比特币到矿工的钱包地址中，从而发行那些比特币出来。那个特殊交易也被叫做“创币交易”，新的比特币是在那一交易中被创造出来的。
挖矿节点计算机的第二个使命是实正的挖矿，即停止加密哈希计算，处理一个计算难题，停止算力合作。在浩瀚争夺记账权的节点中，谁更先完成那个计算，它打包的区块就被加到了区块链的最初，成为最新的区块。率先完成计算的矿工会博得新区块的挖矿奖励。最后，胜利挖出一个区块，矿工能够获得 50 个比特币的奖励，按规则，那个挖矿奖励每四年减半一次，别离为 25 个、12.5 个，以此类推。
我们再议论两个问题，以深切领会比特币的工做量证明共识机造与它的挖矿机造。第一，先向内看，比特币矿工挖矿是在做什么？在候选区块的头部有一个 32 位的随机数区域，矿工需要频频调整随机数并计算，目的是让整个区块的哈希值小于一个“目的值”。若是试过所有的 32 位随机数可能性后，计算仍未能胜利，那么就要改动币基（coinbase）的一个随机数，接着停止频频计算。
那个计算是加密哈希计算（比照特币来说是 SHA-256），除了频频计算别无他法。那个计算量十分大，好比在 2015 年岁尾，在大约 2 的 68 次方个随机数中，只要一个能够胜利，那个数字比全球总生齿的平方还要大。
有意思的是，那种挖矿计算长短对称的，你挖矿需要颠末 2 的 68 次方个哈希计算，而我要验证你确实找到有效的随机数，只需要一次就能够。
第一个完成那个计算难题的节点所打包的区块就成为有效区块，它向全网播送告知本身已经完成，由其他节点确认后（即有此外挖矿节点在那个区块的根底长进行下一个区块的挖矿，生成新的区块）。在期待 6 个区块后，该挖矿节点就能够获得此次比特币奖励。
比特币的去中心收集可以持久运行下来，如今有 1 万多个全节点，恰是因为有如许的挖矿奖励机造。出于对本身的利益考虑的矿工运维着那个不属于任何人、完全去中心化的收集。
第二，再向外看，比特币的挖矿机造在参加挖矿的计算机的算力不竭增加的情状下，那个挖矿机造是若何连结不变的？比特币挖矿的芯片已经颠末几轮演变，其计算才能越来越强：从 CPU 演变到 GPU（显卡），再到现场可编程门阵列（FPGA），再到如今的公用集成电路手艺（ASIC），即只能停止比特币挖矿所需的哈希计算的公用芯片中。而且跟着矿机的晋级迭代和数量增加，接入比特币区块链收集、参与挖矿合作的计算算力越来越大。
响应地，比特币系统有如许一个对应的机造设想：跟着算力的增长，调整目的值的难度使得挖出一个区块的时间始末是 10 分钟摆布。
那构成了一种动态的平稳，维持区块链收集经济鼓励的有效与不变。那个决定难度的公式十分简单了然，每挖出 2016 个区块，也就是颠末约两个礼拜，挖矿难度会停止一次调整，该公式是：
下一个难度 = 上一个难度 × 2016 × 10分钟 / 产生2016个区块所需的时间
若是算力突然大幅度上升，产生上一组 2016 个区块所需的时间变短，那么难度就会上升。在某些特殊情状下，若是产生上一组 2016 个区块所需的时间变长，那么难度也会下降，但如许的情状其实不多见。
因而，比特币矿工节点的挖矿是它在运行散布式账本与去中心收集。同样重要的是，它也是比特币的发行机造和整个社区的鼓励机造。
比特币的挖矿是比特币的独一发行机造，从中本聪挖出第一个区块获得 50 枚比特币起头，比特币那个加密数字货币就以如许的去中心化体例不竭地发行了出来。
比特币区块链收集是由浩瀚节点构成的去中心收集，而那些计算机节点参加那个收集，敬服散布式账本，是因为中本聪在设想系统时巧妙地参加了经济鼓励：浩瀚比特币矿工（即挖矿节点）在合作获得记账的权力，矿工每增加一个新的区块能获得对应的记账奖励。
比特币的经济系统是以“合作-记账-奖励”轮回为核心的（见图1），此中“合作”十分重要，即挖矿节点停止的算力合作。在比特币系统如许一个去中心收集中，节点参与是出于获得经济奖励的自利动机，而记账权力和对应的奖励需要通过合作来获得。
在区块链的相关切磋中，有把“挖矿”一词的含义扩大的倾向，在那里我们认为，只要生成区块的计算行为，即运维散布式账本与去中心收集的行为，才是实正意义上的挖矿。简单地说，只要消费区块，才是挖矿。即使放宽要求，不再强求只要计算机节点消费区块才是挖矿，我们也仍想强调，合作获得对应的权力和奖励，仍是必需的。没有合作的奖励，是很难实在有效的。
比特币的“合作-记账-奖励”轮回
通过议论比特币区块链的五个手艺性细节，我们再一次看到，比特币系统在发行和交易层面都实现了完全的去中心化：
一个交易确实认，被写入散布式账本笔录下来，是由去中心收集中互不信赖的节点为了本身的利益彼此以算力停止合作而确认的。
在合作挖矿的过程中，比特币的发行是“凭空发行货币”，它的货币发行也是靠那个去中心收集的算力合作来完成的，是去中心化的。
比特币做为区块链 1.0 的典型，完成了价值表达和价值转移的概念验证
比特币区块链长短常精妙的设想，它无须任何人的居中协调与指导就能持续开展。比特币可能是迄今为行最胜利的加密数字货币，比特币区块链在加密数字货币的应用上堪称完美。
比特币区块链即“区块链1.0”是专为去中心化的电子现金设想的，而要在各个范畴中普遍应用，我们需要有更通用、性能更好的区块链系统。
比特币做为区块链1.0的典型，完成了价值表达和价值转移的概念验证
在比特币系统之后呈现了常被认为是“区块链 2.0”代表的以太坊。如今，更多项目在合作成为“区块链3.0”，我们在后续章节中会别离议论它们。
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