比特币并不是工厂铸造的实物货币,它依靠代码协议、密码学与工作量证明机制,通过挖矿的形式在去中心化网络当中生成,不存在实体制造环节,新币诞生本质是全网对矿工记账服务给予的协议奖励。很多新手会把挖矿理解成“挖出数字硬币”,实际上挖矿的核心工作是打包链上交易、维护分布式账本,新比特币只是这套网络运行衍生出来的激励产物,所有比特币都只是账本上记录的余额数据,存储在全球无数节点的区块链数据库内。

比特币生成的起点是Coinbase特殊交易,每一个新区块内部都会内置这笔没有付款方的特殊交易,新铸造出来的比特币就从这笔交易当中产出。矿工首先收集全网广播、停留在内存池内的转账交易,一般优先挑选手续费更高的交易,整理组装为候选区块,区块头保存上一个区块哈希指纹、交易汇总默克尔根、时间戳、难度目标以及可不断修改的随机数Nonce。矿工利用矿机反复运行SHA‑256哈希运算,不停更换随机数,暴力试算,直到算出的区块头哈希数值小于网络设定的难度目标,才算解开密码学难题,获得本轮的记账资格。

当矿工算出合格结果后,会立刻把完整新区块向全网广播,网络当中的全节点会独立校验区块全部规则,检查哈希条件、Coinbase奖励额度、交易签名是否全部合规,校验无误之后区块正式接入区块链链条,矿工才能拿到Coinbase交易内的新币奖励,同时赚取区块内交易叠加的手续费。为了维持大约十分钟一个区块的出块节奏,比特币协议每产出2016个区块,也就是大约两周,会自动调整挖矿难度,全网算力上涨就调高难度,算力下降则降低难度,保证新币产出速度不会因为矿机数量变化而失控。
比特币的总供给上限被代码严格锁定在约2100万枚,依靠区块奖励减半机制实现,初始创世区块每块奖励50枚比特币,每累计挖出21万区块,大约四年时间,区块补贴奖励就自动减半。随着奖励持续减半,新币产出量不断收缩,按照协议推演,大约到2140年区块补贴将降低至0,网络不会再产生任何新的比特币,届时矿工收益将完全依靠用户转账手续费维持。这套规则写死在底层协议当中,单一主体无法私自增发比特币,想要修改发行规则,需要全网绝大多数节点达成共识完成硬分叉,现实中几乎很难实现。

很多人混淆比特币的“产生”和“拥有”,挖矿是唯一制造出新比特币的途径,而普通用户买卖比特币,只是账本余额在不同地址之间的转移,不会创造出新的币。私钥掌控对应地址的比特币余额,私钥本身只是一串随机密码,不等于比特币,即便私钥丢失,对应的比特币只是无法被动用,不会凭空消失或者被销毁。整个制造发行全过程公开透明,每一笔Coinbase交易、每一个区块数据,所有人都可以在区块链浏览器进行查阅核对,没有中心化机构掌管铸币权限。
