比特幣挖礦，到底如何挖？－ 解析虛擬貨幣挖礦流程和原理
這一篇告訴你什麼是挖礦？如何挖礦？挖礦的原理以及挖礦程式？需要準備什麼硬體設備？
網路上有許多種加密貨幣在流通說到底是什麼意思？像是比特幣（Bitcoin）、以太幣（Ether）、瑞波幣（Ripple）等等，但大家最常聽到的還是非比特幣莫屬，可以說是全球的「礦工」們都在想盡辦法獲得它，許多人不只是把它看作是單純的熱潮跟風，甚至有些人將它視為資產在投資，比特幣同時也是造成目前全球顯示卡大缺貨的主因，全世界有無數的礦工、礦場無時無刻不在運作，他們大量購買顯示卡，為得就是要搶在其他競爭對手前奪得先機。
然而，到底比特幣挖礦在挖什麼？如果現在想要進場挖礦會不會太晚？又要準備什麼硬體設備才能開始挖礦呢？
如何快速獲得比特幣？
身為目前最火紅數位貨幣之一的比特幣，由於獲取難度高，且物以稀為貴的條件下，導致比特幣的相對價值非常高。在數位貨幣市場上，比特幣被當成一種「股票」操作，它可以用來當作保值品投資，也可以將其轉換成各國貨幣並存入現行銀行帳戶，許多網路商店甚至支援直接使用比特幣購買商品。想要獲得比特幣的話，最直接快速的方法就是金錢購買，目前一個比特幣的價值大約等同於新台幣25萬左右，這是近一年來，價格最低的一段時間，想要直接用金錢購買比特幣加入這股數位貨幣風潮的話，現在或許是最好的時機。
建立電子錢包儲存比特幣
購買比特幣的方法其實很簡單，首先需要先在網路上建立一個可以儲存比特幣的電子錢包，關於電子錢包的種類網路上十分多樣，本文我們將以「幣託」（BitoEX）為例說明。進入幣託首頁以後，直接點擊畫面中央的「免費申請」並輸入帳號和密碼建立電子錢包，完成信箱帳號認證以後你就會獲得一個專屬於你的電子錢包，登入後即可進入該電子錢包並瀏覽目前的餘額，因為是剛申請的緣故，因此帳戶餘額為零，這時候可以直接選擇「購買比特幣」功能開始交易。不過此頁面中最重要的是資訊其實是位於右上方的「錢包地址」，這不僅是在交易時會使用到，後續挖礦時也會使用這個錢包地址做為比特幣的儲存目標。
不過，由於比特幣單價價格昂貴，動輒二三十萬台幣以上，如果不想要直接用金錢購買比特幣的話，另一個方法就是用挖礦的方式獲得了。
▲ 1.進入幣託網頁（www.bitoex.com）以後，點擊畫面中央的「免費申請」開始建立個人電子錢包。
▲ 2.輸入用來登入錢包的電子信箱以及密碼，建議使用強度高的各種符號或數字字母作為密碼組合。
▲ 3.完成步驟以後即可進入個人的電子錢包頁面，這裡可以隨時關注自己錢包內的金額數量。
「挖礦」是什麼？
比特幣的發行有它自己的時間以及數量，大約每十分鐘會由程式碼執行新比特幣的發行，並且授予給參與比特幣交易的某（群）人，因此，獲得新發行的比特幣就好比是獲得剛出土的金礦，所以才會將這些獲得比特幣的人比喻為礦工。而礦工們「挖礦」的動作在英文中稱為「mining」，這是一種比特幣使用者可以考慮、但是只有專業挖礦者才「有可能」獲取比特幣的方法。
挖礦前的準備和三種做法
想要開始挖礦的話，在開始之前有一些事前準備要做，包含硬體投入成本以及運作成本。前者是指硬體的購入、安裝、電費、折舊、場地以及散熱等等；而後者則是維持這些硬體持續運作，所需付出的成本。兩者綜合以後，可以發現其實挖礦所需的成本非常龐大，這也就造成部分擁有大量資金成立挖礦專用硬體設備的以「出租」的方式來回收成本，這種挖礦模式被包裝成一種「商品」並在公開的網路市場上進行買賣，當挖到比特幣時，會依每位承租人的付出比利來分礦，這樣的挖礦模式也就是所謂的「雲端挖礦」。
開採比特幣的做法主要有三種，除了雲端挖礦外，還有「獨立挖礦」以及「合力挖礦」，不過由於目前的挖礦難度不斷提升，且有越來越多競爭者擠入，時至今日想要單靠自己的力量獨立挖到礦的可能已經不大，雖然一旦成功挖礦便可獨自獲得全部利益，但一般比較可行的做法是採用後者「合力挖礦」，也就是團隊挖礦的概念，挖到礦時全團依照每個人付出的比例來分礦。
▲ 由於挖礦難度與日俱增，個人想要藉由顯示卡挖礦獲得比特幣難如登天。
▲ 擁有大量資本的礦工會組挖礦機，最後甚至會把挖礦機承租給其他人，藉此獲利。（圖片來自Medium。）
▲ 雲端挖礦逐漸被塑造成一種金融商品，以月租或年租的方式收取承租費，挖到礦時再按比例分給承租人。
什麼是礦池？礦機的類型
礦池：早期比特幣還不興盛的時候，大部分人都用自己的電腦來挖礦，最早當然是用盡CPU的能力來運算，接著有人發現用顯示卡的GPU Stream Processors來計算會快更多，可是當大家紛紛投入挖礦以後，出現了很多為挖礦優化的設備，一般個人電腦根本拼不過，因此需要加入礦池（Mining Pool）來挖礦，由伺服器集合所有使用者的運算力量來挖，再由一定比例回饋使用者（礦工），才不會發生挖了老半天卻拼不過專業挖礦機，花了電費卻什麼都得不到的情形。
礦機：由於顯示卡雖然挖礦速度校快，但是顯示晶片原本並不是專門用於挖礦，因此用顯示卡挖礦不僅很耗電而且發熱量又高，如果是3、4張顯示卡所組成的挖礦電腦，更是耗電，最後計算起來很可能挖比特幣的收益都還不夠付電費呢！因此從2013年開始，挖比特幣的重心逐漸轉移到專業礦機上，這種礦機區分為兩大類型：
FPGA（Field Programmable Gate Array，現場可程式化閘陣列）：是一種平行架構的邏輯晶片，可以重複編程設計，將軟體燒錄到FPGA上運作，並可將內部的邏輯區塊以程式連接在一起，有容易修改及成本較低的優點，不過缺點是速度比較慢及無法完成複雜的設計，功耗也比較高。
ASIC（Application-specific integrated circuit）：與FPGA靈活有彈性的特性不同，ASIC是針對特定應用而產生，例如專為挖礦所設計的晶片，即是對Hash計算優化，當然比起FPGA來說效能更高，且與顯示卡比較來說，ASIC的功能專一，不需加上一堆有的沒的晶片或電容，當然功耗低非常多，長期使用不但節省電費，運算能力也提高至數十甚至百倍以上，專業礦機多是ASIC架構。
挖礦程式教學
挖礦的過程並不複雜，只需要下載「挖礦程式」其實就能開始挖礦。網路上的挖礦軟體百百款，這裡我們將以 NiceHash Miner 這款軟體舉例說明。
首先，根據手上顯卡廠商下載對應的 NiceHash Miner 版本並開啟軟體，在正式開始挖礦以前，有幾個步驟要先設定。
電子錢包頁面中最重要的資訊就是錢包地址，這除了是比特幣買賣家交易時須使用的資訊以外，同時也是挖礦時比特幣儲存的目標位址，點擊幣託頁面中的錢包地址後，就會獲得一串「未命名的錢包地址」，請複製這串數位碼並好好保存。
接下來在挖礦程式中點擊「錢包」（Wallet）選項，將剛剛複製的數位碼貼上後即可完成儲存目標設定。在左下方的「硬體資訊」（Hardware Details）選項中，系統預設會找到你電腦使用的顯示卡型號，也可以在這裡開啟處理器加入挖礦的行列，可根據需求和喜好設定。
▲ 在「錢包」的選項中，貼上個人電子錢包位址，一旦挖到比特幣時便會儲存在該錢包中。
開始挖礦和隨時掌握進度
一切都準備就緒後，就可以按下中間的「開始挖礦」（Start），你的電腦會自動開啟命令執行視窗進行挖礦，不同的挖礦軟體無論每次挖礦的動作成功與否，都會釋出不同的通知指令，以 NiceHash 為例，成功挖礦時視窗上將會出現的綠色的指令通知。但這時候軟體挖到的比特幣數額其實非常小，需要長時間連續不間斷的挖礦才能挖到完整一個比特幣。
▲ 每個軟體在挖礦時，顯示的通知不盡相同，NiceHash 是以綠色文字提示挖到比特幣的通知訊息。
▲ 根據挖礦的規模，每次成功挖礦時獲得的比特幣數額不同，需要長時間不間斷開挖才能獲得完整一個比特幣。
比特幣該如何使用？
無論你是使用金錢直接購買，還是使用各種不同的挖礦模式，在獲得比特幣以後該如何使用它？首先你可以把它當成是一種投資品保存，由於全世界幾乎無時無刻都有人在進行比特幣交易，因此，它的幣值也在不斷波動，你可以在它未來價格漲到最高點時脫手賣出，以去年一整年最高的平均價格50多萬台幣來看，現在一個比特幣大約是25萬台幣，有可能可以獲得大於成本兩倍的獲利。
換取現金或虛擬貨幣
如果沒有打算將比特幣當作保值品來看的話，你可以到幣託或是 MaiCoin 等網站裡，將獲得的比特幣轉換成新台幣，換取現金到現行的銀行帳戶中供其他使用，如果不想換成新台幣的話，也可以將比特幣轉換成其他虛擬貨幣來持有；此外，目前網路上還有許多網站或服務是支援比特幣付款的，以台灣來說，最著名的例子就是「比特台灣交換網」這個網站，它支援買賣家雙方使用比特幣交換彼此所需的物品，並且可以直接使用比特幣付款購買。
其他還有很多網路零售商也支援買家使用比特幣在平台上購買商品，國外電子產品零售業龍頭之一的 newegg 就是其中之一，它們和 Bitpay 電子錢包合作，讓消費者可以在購買商品時，選擇使用比特幣進行支付。其他還有像是 NASDAQ 的線上百貨零售商 Overstock、紐約地產公司邦德紐約或是利用信用卡定世界各國旅館獲得比特幣現金回饋的 PointHound 等等，種類非常多。
▲ 比特幣過去一年最高曾有突破50萬台幣的可觀價值，將其視為一保值品也是不錯的選擇。
▲ Newegg 支援消費者使用比特幣付款，不過須使用 Bitpay 電子錢包。
▲ 比特台灣交換網是全台最大的比特幣交換中心，提供買賣家雙方以比特幣進行交易。
挖礦造成的影響
由於比特幣在全世界造成的熱潮至今還未間斷，無論是用團隊挖礦還是雲端挖礦模式，仍有許多比特幣使用者正在挖礦。在這樣的熱潮下，也間接導致了不少問題。
顯示卡嚴重缺貨
首先最直接的問題就是顯示卡，由於顯示卡是礦工們最主要的挖礦工具，它們需要大量顯示卡加快挖礦的速度，藉此搶在他人以前獲得比特幣，也導致目前無論是 NVIDIA 還是 AMD 顯示卡在全球都出現缺貨的情形，同時也造成顯示卡價格上漲，尤其是高階的顯示卡問題更嚴重，常常會需要以比廠商建議售價高出許多的價格購買，也讓想要單買顯示卡幫電腦升級的民眾購買困難。
不僅耗材也耗電
挖礦的過程是將顯示卡以及電腦的效能發揮到最極致，如果能成功獲得比特幣那也就罷了，更慘的就是不僅沒挖到礦，甚至還多花冤枉錢。挖礦的過程不僅需要隨時保持電腦主機的溫度，甚至主機還需要放在通風的室內運作來避免主機過熱，長時間連續挖礦下，對於顯示卡的產品壽命也有害。此外，挖礦過程中還必須考量到電費的問題，根據「比特幣能源消耗指數」報告的統計，比特幣在過去一年內挖礦的電力總消耗已累積達29.51兆瓦小時，約佔全球總電力消耗的0.13%，相當於台灣一年電力消耗的11.64%，聽起來佔比不大，但該數字已經超過全球近160個國家一年的電力消耗，可見挖礦的耗電量有多大。雖然說比特幣確實有它的吸引力存在，但在通往致富的挖礦路上，礦工們仍要考慮許多成本付出的問題以及帶來的影響。
▲ 在零售商的網頁上，可以看到無論是 NVIDIA 還是 AMD 的顯卡，高階版本幾乎都為缺貨狀態。
▲ 挖礦的過程中，會大量耗費處理器和顯示卡的效能，導致其溫度升高，降低其產品壽命。
▲ 根據統計，比特幣過去一年的耗電量已超過圖中黃色國家和地區的耗電量。（圖片來自 powercompare.co.uk）
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