编辑“比特币协议”（章节）

== 挖矿 ==
比特币使用工作量证明系统或交易证明来形成一个点对点网络的分布式时间戳服务器。这项工作通常被称为比特币挖矿。在挖矿过程中，比特币网络几乎所有的计算能力都用于解决密码学难题，这就是工作量证明。它们的目的是确保有效区块的生成需要一定的努力，这样就可以在实践中排除随后对区块链的修改，例如在51%攻击的场景中。由于难度很大，矿工们组成“矿池”，以便在高电力需求、昂贵的硬件部署和硬件控制的情况下获得回报。由于中国在2021年禁止比特币挖矿，目前美国拥有最大的比特币矿池份额<ref>[https://www.cnbc.com/2021/06/15/chinas-bitcoin-miner-exodus-.html China's bitcoin miner exodus] MacKenzie Sigalos @KENZIESIGALOS</ref>。

需要工作量证明才能接受区块链上的新区块是中本聪的关键创新。挖矿过程包括识别一个区块，当使用SHA-256进行两次哈希运算时，该区块产生的数字小于给定的难度目标。虽然所需平均工作量与难度目标成反比增加，但始终可以通过执行一轮双SHA-256来验证哈希值。

对于比特币时间戳网络，通过递增nonce直到找到一个值，使区块的哈希值具有所需数量的前导零位，从而找到有效的工作量证明。一旦哈希运算产生了有效的结果，就不能在不重新完成工作的情况下更改该区块。由于后续的区块链接在其后，更改该区块的工作将包括重新完成每个后续区块的工作。如果共识出现偏差，则可能发生区块链分叉。

比特币中的多数共识由最长的链表示，这条链需要最大的工作量才能产生。如果大部分计算能力由诚实节点控制，则诚实链将增长最快并超越任何竞争链。要修改过去的区块，攻击者必须重新完成该区块及其之后所有区块的工作量证明，然后超越诚实节点的工作量。随着后续区块的添加，较慢的攻击者追赶上的概率呈指数级下降。

为了补偿不断提高的硬件速度和随着时间推移运行节点的兴趣变化，找到有效哈希值的难度大约每两周调整一次。如果区块生成得太快，难度就会增加，需要更多的哈希运算才能生成一个区块并产生新的比特币。

=== 难度和矿池 ===
比特币挖矿是一项竞争激烈的活动。“军备竞赛”已经通过各种用于挖掘比特币的哈希技术观察到：基本中央处理器 (CPU)、高端图形处理单元 (GPU)、现场可编程门阵列 (FPGA) 和专用集成电路 (ASIC) 都已被使用，每一种都降低了不太专业技术的盈利能力。比特币专用 ASIC 现在是挖掘比特币的主要方法，并且已经超过 GPU 速度高达 300 倍。挖矿过程的难度会定期根据网络上活跃的挖矿能力进行调整。随着比特币的开采变得越来越困难，计算机硬件制造公司看到高端 ASIC 产品的销量有所增长<ref>[https://www.taipeitimes.com/News/biz/archives/2014/01/04/2003580449 Bitcoin boom benefiting TSMC: report] - Taipei Times</ref>。

计算能力通常捆绑在一起或“集中”以减少矿工收入的变化。单个矿机通常需要等待很长时间才能确认一个交易区块并收到付款。在矿池中，所有参与的矿工每次参与的服务器解决一个区块时都会获得报酬。此付款取决于单个矿工为帮助找到该区块而贡献的工作量，以及矿池使用的付款系统。

=== 环境影响 ===
比特币的环境影响显著。比特币挖矿，即创建比特币和完成交易的过程，能源消耗巨大，并导致碳排放，因为2021年使用的电力约有一半是通过化石燃料产生的。此外，比特币是在寿命较短的专用计算机硬件上开采的，从而产生电子垃圾。比特币挖矿产生的电子垃圾量与荷兰产生的电子垃圾量相当。有学者认为，比特币挖矿可以通过利用风能和太阳能的剩余电力来支持可再生能源的发展。比特币的环境影响引起了监管机构的关注，导致各司法管辖区出台了激励措施或限制措施<ref>[https://www.jstor.org/stable/resrep51839 Climate Impacts of Bitcoin Mining in the U.S.] on JSTOR</ref>。