疯狂的比特币 显卡实战Bitcoin挖矿
你知道风靡全球的网络虚拟货币——比特币兑美元汇率一年内已经升值50倍吗？你知道为何高端AMD显卡近2月一片难求吗？如果你还以为显卡就是用来玩游戏的，那你已经OUT了，因为你不知道虚拟货币的浪潮正在席卷全球……
笔者第一次接触比特币（Bitcoin，简称BTC）还是在2011年，但就是这种当初看起来名不见经传的虚拟货币，竟然在短短两年内成为华尔街精英竞相讨论的对象。从去年到现在，1个比特币的价格从十几美元一路狂飙到200多美元，早期投资比特币的人赚得钵满盆满，而周围新接触比特币的人也有不少开始了自己的挖矿、收币之旅。截止笔者发稿时，比特币刚经历了一番大起大落。
比特币究竟是什么？它有什么魔力能让人们心甘情愿的用真金白银去兑换它并囤积居奇呢？
什么是比特币？
2008年11月1日，一位自称名叫中本聪（Satoshi Nakamoto）的人在一个隐蔽的密码学讨论组上发布了一篇研究论文，这篇论文描述了他对一种新的数字货币的设计，名叫比特币（Bitcoin）。他在网上留下的个人资料很少，几乎没有人听说过他。虽然中本聪本身可能是一个迷，但是他的设计解决了几十年来密码破译界的大难题。这种数字货币使用方便，而且难以追踪，脱离了政府和银行的掌控，而这种货币的理念一直是互联网有史以来的热门话题。
比特币一年以来的市值变化（美元），3月迎来一波暴涨之后，4月10日开始暴跌。
在谈虚拟货币（电子货币）——比特币之前，我想先探讨一下什么是货币。
货币是商品（包括服务）交换的媒介。当人们谈到拥有财富时，他们实际上是希望拥有别人的劳动产品或服务。当人们希望获得货币时，是要拥有在未来某个时刻，能够得到所需要产品或服务的兑现能力。这种出售商品与服务而获得货币的过程，体现的是货币的“交易媒介”功能，未来兑现的过程则体现出货币“支付手段”的作用。
而这种推迟兑现行为，反映出货币必须具备“财富储藏”的功能，存钱实质上存的是未来财富的兑现能力。人们还希望今天“储藏”起来的财富兑现能力，可以在将来得到完好无损的兑现，这就是货币的“价值尺度”功能。
这四个方面共同构成了货币与财富的完美对应关系。
越是优良的货币，就越是能够方便快捷地兑换市场上的其他产品，而且不受损耗地在将来任何时刻拥有同等的兑现能力。但是前提是银行不会滥发货币，以及大家都信任货币价值这一点。
以前，我们用贵金属做货币。是因为贵金属产量不高，货币新增加的速度有限。当经济体增大的时候，对货币的需求也在增大。随着全球经济总量的大量增加，贵金属退出货币市场。但纵观全球近几十年的发展历史，自从1971年布雷顿森林体系解体以来，美元与黄金彻底脱钩，人类社会就一起进入了一个没有商品作为内涵的纯粹信用货币体系时代。随之而来的就是永无休止的通货膨胀。无论是美联储的滥发货币还是央行的经济策略，都朝着同一个方向在发展，纸币的滥发导致现代社会纸币的财富储藏功能缺失殆尽。自然，价值尺度的“度”也不复存在，这是全球精英的经济学家齐聚一堂也无法解决的难题。好在生产力一直在向前发展，纸币虽然缺点多多，但未来一段时间内依然是货币的主流形式。
而比特币是一种分散、匿名的纯数字货币，它存在于一个庞大的P2P网络中，模拟了贵金属货币低产出的特点，试图让自己成为网络中的数字黄金。
比特币的产生机制
比特币作为一种电子货币，首先它并不是依靠某个人或者团体来决定发行量的。它甚至只是网络上、电脑里的一组代码。获得比特币的过程就是计算机解码的过程。电脑通过寻找一个特定的block，反复解密，和其他的用户进行竞争，生成比特币网络所寻找的64位数字。如果你的电脑生成了这样的数字，就可以获得一个block中所包含的比特币。比特币的产生机制源自初的规则，这种规则依赖于所有生产和寄存比特币的P2P网络。它是一种自动调整的算法——每10分钟向网络中释放50个比特币，并逐步减半。目前的速度为10分钟产生25个比特币。直到2140年，全球比特币的总量将被定格在2100万。
每10分钟向网络中释放一定数量的比特币，这就意味着比特币的总量是一定的，而产出的速度也是一定的。你没办法修改所有人的节点算法和参数来加快比特币的产量。这种自动化的增长速度确保了货币供给进行规律的增长，不需要也不能被任何第三方人为干涉，例如可能导致恶性通货膨胀的中央银行。
与大多数现行货币不同的是，比特币货币系统是独立存在的，其运行不依赖于中央银行、政府、大型企业的支持或者信用担保。P2P的分布式特性与去中心化的设计结构，确保了理论上任何机构都不可能操控比特币的货币总量，或者制造通货膨胀。目前，新的比特币背后都是用依靠计算机的计算能力而计算出来的，整个P2P网络上每个节点都记录了BTC诞生以来的每笔交易的详单，并从中可以推测出每个比特币的归属。如果A要付钱给B，A就把钱的数量加上B的公匙，用自己的钥匙签名。而B看到这个签名，就知道A转给了他一笔比特币。同时，这笔交易需要一个见证人，担保交易的过程，以后B想用这笔钱的时候才是合法的。而担保人就是整个使用比特币的网络，如果你的转账得到了6个人的确认，就保证了合法性，被全网所认可。
比特币的汇款和收款是通过软件客户端或者互联网来完成的。支付比特币时，需要发送到“地址”。地址是大约33位长、由字母和数字构成的一串字符，总是由1或者3开头，可能的比特币地址超过2160个。打个比方，全世界约有263粒沙，假如这些沙又都是一个地球，地球上面又有沙。而比特币地址比263个地球上的沙都还多。因此，比特币交易又拥有不可追踪、不重复的特点。
比特币跻身主流货币的可能性分析
这样一来，电子货币就具备了一下几个特点：
1、产出的公平原则（社会必要劳动）：
不管是直接去挖矿还是通过变卖广义的商品得到，劳动可以产生货币，而不是由某个机构任意制造。
2、稳定的价值（优秀的储藏价值）
总量的相对恒定和产量的动态难度变化导致比特币的价值相对稳定。未来某个时刻，依然能够得到所需要产品或服务的兑现能力。
3、完美的支付手段（无限分割的能力）
货币天然是金银，这里暂且不论这句话的真伪，但金银之所以被罢黜很大原因是因为它难以精确微分。当全社会的财富总量超过一定的水平，地球上所有的金子也难以再成为流通的货币。很简单，你不可能用0.001克黄金去餐馆付账。但电子货币不管总量多么稀缺，它总能完美解决这个问题。
4、时间和空间上的极大安全
很多人不明白挖矿的时候电脑究竟在做什么。其实比特币的产生之所以费时费力，主要干的事情就是加密解密。巨量的运算加上互联网上足够节点的认可才能产生或者转移比特币，所以参与挖矿的人越多，比特币体系就越安全。这种巨量而且不可逆的密码计算让比特币在产出和保存上具备了迄今为止高的安全系数，是现有任何实体货币无法比拟的。
具备了上面货币应该具备的四大特点，比特币就有了优秀货币所需要的主要特征，所以目前来说它是世界上被认可的虚拟货币，也有可能以后成为衡量全球财富的新货币。
近年来，一些合法的企业也开始接受比特币，其中包括社交媒体网站Reddit和网络托管提供商Word Press，Bit Pay等公司还提供比特币兑换美元等服务。比特币交易产生的费用通常远低于信用卡公司或银行的费用，尤其是海外订单。目前，比特币为主要的参考汇率是Mtgox交易所内比特币与美元的成交汇率。截止到发稿时，1比特币可以兑换92.3美元，中国交易平台上1比特币可以兑换588元人民币。
比特币的风险和质疑
之前人们对比特币的风险主要集中在安全性和被外力扼杀的可能上。稍微了解一下比特币的原理我们就可以排除安全性的疑虑，目前为止比特币的大波动基本上是因为这两个原因。比如有一次，一个比特币富贾的账号被盗，黑客不计成本大肆抛售套现。那时候比特币才刚具雏形，突如其来的价格打压被市场恐慌性抛盘指数放大，导致价格崩盘。
在比特币诞生的前几年，它的价值一直被严重低估，直到今年三月份美国政府的一项声明出台，承认了比特币的合法性……这项声明其实并不是针对比特币，而是针对所有现有和可能出现的虚拟货币统一发表的。但声明一出，对之前总是处在法律边缘的比特币体系来说，唯一的顾虑也烟消云散了。从此比特币的价格便一发不可收拾，从人民币汇率100元左右一路飙升到2000元。如果将比特币看为一只股票，那它的涨幅之大，速度之快恐怕不会逊于任何一家公司的股票。道理很简单，如果说比特币体系是未来的美联储，那它的股票总量发行到极限也就2100万股，每拥有一个比特币，你便拥有了2100万分之一的股份。对于个人来说，这个财富的数额将是天文数字。
当然，比特币目前依然仅仅是一个虚拟货币，本身甚至只是一群动态而分散的代码，也有很多类似比特币的其他虚拟货币诞生。而传统银行体系对比特币的态度依旧不甚明朗，他们又能挟持经济和政权到什么程度，在能量爆发之前都无从估量，这些都是比特币的风险所在。达则叱咤天下，穷则一文不名。不管怎么说，比特币涨了，而且是疯涨！
想挖吗？
锹在手，跟我走！
挖矿教程
什么是挖矿，挖的是什么？目前的比特币都是靠计算机计算产生的，制造新 block的过程被叫做mining，制造新block就是把近收到的比特币交易帐单通过hash算法打包在刚制造的block里。一旦新的block制造完成，就进行广播，以期获得其他人的认可，从而产生25个新的比特币。每个新block必须包含全局表上的上一个block的hash值。比特币网络根据计算难度，每10分钟产生一个新block 。假如全球只有一个人在“挖矿”，那这个人每10分钟的产量就是25个比特币。如果有100万人，那就只有一个人获得25个比特币，其他999999人做了无用功。而矿池的出现，可以总和所有人的计算速度进行计算，同时将获得的比特币根据一定的规则分发到每个参与者。个人用户的电脑计算能力进行block计算的难度目前非常大，可能1～2年内都不能制造出新的block来获得25个比特币。所以，矿池网站则集合了大家的计算资源，一起进行制造。在获得新的block之后，再将比特币根据一定的规则公平地分配给参与计算的用户。所以，加入矿池进行挖矿是目前普通用户稳定、小额获得比特币的佳方式。
图2：进入BTC Guild首页后，先注册一个账户。
图3：然后下载挖矿机，也就是挖矿软件，新手推荐简单易用的GUIMiner
1.注册矿池的开采账号
现在我们就开始比特币挖矿之路了，过程其实非常简单，但您要足够耐心和细心才有可能到达终点。想要挖矿首先需要选择矿池。目前全世界有不少矿池，这里介绍几个产出稳定，比较主流的矿池。每个矿池采用的分配细则略有不同，但相对公平，初学者根据自己的硬件情况任意选择一个均可。
Deepbit：有Pay Per Share和Proportional两种分配模式，曾经世界大矿池。
Slush：成立较早的矿池，目前计算量全网排名第三。
BTC Guild：界面友好，国内连接较稳定，提供PP S和PPL A N两种模式采矿。目前运算量全网排名第一，提供iOS软件可以在苹果设备上监控计算量。
50BTC：矿池连接稳定，国内用户首选，目前计算量全网排名第二。
笔者选择的就是BTC Guild进行挖矿（图2）。经过测试，几大矿池的产出速度相差很小。主要考虑矿池稳定性和网站打开稳定性，而BTC Guild和50BTC相对来说非常适合国内矿工了。它们的网址是：https://www.btcguild.com/和https://www.50BTC.com。
然后，重要的一步，就是在Manage Workers里面创建一些工人，也就是矿工。每一个工人使用一个采矿设备，比如你的显卡和CPU都可以，一般有几块显卡就创建几个工人。这些工人名称和密码随意定，在使用挖矿软件的时候需要填写。
2.让显卡挖矿去！
下载好挖矿软件GUIMiner（图3），就可以开始我们的挖矿之旅了！首先新建一Open CL采矿器（图5）。如果是在BTC Guild注册的矿池，选择BTC Guild的服务器。用户名处填写你在BTC Guild中Manage Workers设定的工人和对应的密码（图6）。然后在设备栏选择对应的设备，由于CPU在密码学运算方面和G PU差距太大，用它挖矿连电费都不够，因此只用显卡跑就行了。
完成上面的步骤， 点击开始采矿，现挖矿速度，紧接着听到显卡风扇转速上升的声音。恭喜你，成功了！
回到BTC Guild的Dashboard界面，你可以看到目前这个账户下的“矿工”工作情况（图7）。可以看到所有工人总共赚得的比特币数量，每个工人目前的连接速度和状
态。除了GUI Miner之外，目前流行的挖矿软件是CGMiner，但是CGMiner参数调节较多，使用比较复杂，比较适合对计算机软硬件比较了解的老手。如果你是MC的老读者或者专业挖矿人员，可以尝试使用CGMiner，该软件可以使用config文件调节多块显卡的频率、风扇转速、优先级、自动切换矿池等功能。
挖矿时，你也应该了解不同矿池的劳动成果分配方式：
Slush方式——Slush矿池基于积分制，较老的shares将比新的shares拥有更低的权重，以减少一轮中切换矿池的投机分子。
Pay-Per-Share方式——该方式立即为每一个share支付报酬。该支出来源于矿池现有的比特币资金，因此可以立即取现，而不用等待区块生成完毕或者确认。这样可以避免矿池运营者幕后操纵。这种方法减少了矿工的风险，但将风险转移给了矿池的运营者。运营者一般会收取高额手续费来弥补这些风险可能造成的损失。
Luke-Jr方式——该方式借用了其他方式的长处，如Slush方式一样，矿工需要提供工作证明来获得shares，如puddinpop方式一样，当区块生成时马上进行支付。但是不象之前的方式，针对一个区块的shares，会被再次利用于生成下一个区块。为了区分一下参与矿工的交易传输费用，只有当矿工的余额超过1BTC时才进行支付。如果没有达到1BTC，那么将在下一个区块生成时进行累计。如果矿工在一周内没有提供一个share，那么矿池会将剩下的余额进行支付，不管余额是多少。
Round-Based Pay Per Share——该方式类似于PPS，但是支付会被延后，等待block被网络确认后支付。如果发现的block无效，那收益也无效。
P2Pool方式——P2Pool的挖矿节点工作在类似比特币区块链的一种shares链上。由于没有中心，所以也不会受到DoS攻击。和其他现有的矿池技术都不一样—每个节点工作的区块，都包括支付给前期shares的所有者以及该节点自己的比特币。99%的奖励会平均分给矿工，另外0.5%会奖励给生成区块的人。
比特币的交易、转账和提现
在得到比特币之后，我们接下来就要考虑如何变现了。目前国内用户常用的比特币交易平台是https://www.BTC China.com，注册一个属于自己的账号。比特币产生的流程应该是，挖矿器→矿池→交易平台，其中第一步在正确注册和实用挖矿器的前提下，是自动的。而第二步就需要我们手工转账了，步骤如下。
1、先在BTC China点击充值比特币，生成一个交易地址（图8）。
2、在BTC Guild点击setting，然后将交易地址输入Bitcoin wallet中，并点击change按钮（图9）。
3 、然后在BTC Guild的Dashboard页面点击Request payout按钮，在弹出的窗口确认地址准确无误后点击发送按钮（图10）。确认之前请务必确认地址正确无误，因为BTC China的充值地址只能使用一次，每次充值都会变化不同的地址，切记！
比特币在交易平台中可以如同股票交易一样买卖，也可以再次将比特币转出。除了交易平台之外，绝大多数的人是通过比特币钱包软件Bitcoin wallet将比特币存储在本地。该软件第一次安装后，会和网络同步历史交易数据块，大概有7GB的数据同步，需要非常长的时间。同时，也要注意钱包文件wallet.dat的备份和加密。钱包中储存了用于证明你拥有这个钱包所包含钱币的所有密钥，妥善保管，避免比特币丢失。
图11：处理器挖矿效率十分低下，只有不到20MHash/s。
图12：AMD显卡的计算速度遥遥领先NVIDIA显卡，即使是低端的Radeon HD 7770，也能快过GeForce GTX 680。NVIDIA的大多数显卡速度都是100MHash/s以下，如果是用NVIDIA显卡进行挖矿，收益可能不够电费开销，仍然不推荐。
图13：显卡核心频率是影响速度的主要原因，适当超频，可以明显提升挖矿速度。默认频率下Radeon HD 7870的挖矿速度只有368MHash/s，核心超频至1100MHz后，速度提升到404MHash/s。
图14：个人用户的主板多只能插下三块显卡，如果需要多显卡挖矿，必须使用PCI-E延长线。图中的平台使用了四块镭风的Radeon HD 7850显卡，延长线上也有加强12V的特殊改造。
图15：1200W的大功率电源是必配，也可以并联两个高功率电源。
图16：俗称南瓜机的FPGA挖矿卡，能够达到360MHash/s，但功耗只有17W左右。
图17：这是ASIC平台蝴蝶机的预订页面，一台计算能力为5GHash/s的矿机售价为274美金，50GHash/s矿机售价为2499美金。此物一出，显卡挖矿再无收益可言。
主流显卡挖矿速度
在学习了如何挖矿之后，我们来看看目前的主流的PC设备的挖矿能力。比特币挖矿的计算效率可以用每秒哈希次数Hash/s来衡量，比如采用英特尔酷睿i7 2600K处理器的高端PC处理速度达到每秒1920万次哈希(19.2MH/s)。虽然在挖矿的初期都是通过CPU进行计算的，但是由于GPU拥有较高的并行计算能力，所以计算速度相比CPU提升非常明显。而显卡挖矿时，两家芯片厂商的产品在计算速度上也有很大的差别。虽然AMD显卡和NVIDIA的同级别显卡在3D性能差距不大，但是适合挖矿的PC设备还是AMD显卡。
AMD采用的是VLIW（超长指令）5D/4D SIMD（单指令多数据流）架构，这样的架构可以用较少的晶体管开销制造出庞大规模的运算单元。而NVIDIA从Direct X 10时代开始就放弃了传统的Shader架构设计，开发了全新的M IMD（多指令多数据流）架构，导致同等规模的GPU，NVIDIA架构的流处理器数量要少于AMD架构。挖矿的算法基于密码学中的SHA-256哈希算法，这项操作在NVIDIA显卡中需要3条指令，而在AMD显卡中只需要1条指令。流处理器的数量差异加上指令执行条数的差异，所以导致AMD显卡速度领先NVIDIA同级别显卡5倍左右。
那么，前面介绍了这么多的显卡挖矿，挖矿到底能有多少收益？我们一个使用A M D主流中高端显卡R a deon H D7870的平台为例。该显卡的运算速度是368MHa sh/s，按照目前的全网计算总量65986G H a s h/s和计算难度8974296来计算，每天约可以得到0.02个比特币。按截稿时比特币兑换人民币价格588元来算，可以获得约11.8元。而这个平台的功耗约350W，每天的电费开销约5元。所以，按照目前的价格来看，使用A M D显卡的用户在日常上网、挂机下载的同时，挖挖比特币还能赚点小钱。如果是3月行情较好，计算难度较低的时候，每天的收益大概会达到30元左右。
当然，利益也催生了很多职业矿工，通过搭建多显卡平台，24小时挂机挖矿。职业挖矿平台一般采用多PCI-E插槽的主板。因为主板的插槽距离过近，多只能插下三块显卡。于是通过PCI-Ex1转x16或者PCI-Ex16延长线的方式，连接4～5块AMD高端显卡同时挖矿。多显卡挖矿平台需要强大的电源支持（1200W的电源）、特殊的加强12V供电的PCI-E延长线、能够挂载显卡的特制平台，以及良好的辅助散热（图14）。如果是一台挂载五块Radeon HD 7950显卡的平台，适当超频后整个平台可以获得2300MHash/s的计算速度，每天可以挖到0.12个比特币。按照目前的行情来看，除去电费开销，一个平台一个月有1000多的收入。
未来两年显卡将退出挖矿舞台
其实，在GPU之后，比特币网络已经出现了新的F PGA (现场可编程门阵列)挖矿设备。去年，一个就职于阿瓦隆公司的一个美国小伙宣布他的发明以后，比特币挖矿进入了一个新的时代，速度是普通显卡挖矿的50倍。国内也有人推出了俗称南瓜机的FPGA设备（图16），在低功耗下获得380MHash/s的计算能力。真正的职业矿工组建了大批量的FPGA设备进行挖矿，收益可观。
而基于ASIC平台的butterflylabs（图17）的超级挖矿机也是呼之欲出，提供5GHash/s、25GHash/s、50GHash/s和1500GHash/s的惊人速度，届时传统的显卡挖矿收益将成为负数，就和现在用CPU挖矿一样可笑。
写在后
比特币已经引起了华尔街的注意，如果金融大鳄对他产生了兴趣，相信未来的行情会更加扑朔迷离。如果暴涨暴跌，对比特币的未来都不是好事。如果比特币暴涨，成为良币。大家都囤积在手，不愿出手，就失去了交易媒介的价值。再加上其本身并没有任何使用价值，那么它的货币属性就会越来越弱。如果比特币价格下跌或者横盘，人们才会使用比特币进行支付，可此时那些奔着赚钱而来的矿工和商人就会失望而流失。
支持者把比特币看成是数字时代的金矿，而反对者将其看成是另一场郁金香泡沫。郁金香投资是人类有记录的第一次金融泡沫，原本观赏之用的郁金香价格暴涨，被投机商用来投资获利，一株郁金香的价格甚至超过了一栋豪宅。随后而来的是有人大量抛售郁金香，导致郁金香泡沫破灭，成百上千的人破产。比特币想要成为主流货币，还有很长的一段路要走。但可以肯定的是，这种数字货币，必将对整个金额行业产生深远的影响。孰不知郁金香如今也成为荷兰大的旅游特色，出口量占全球第一。在通胀问题日益严峻的今天，传统货币还能走多远没有人可以定论，就像现在说比特币的未来一样，充满了不确定性。
Tips：比特币风险提示：
1.比特币交易的不可追踪、匿名等特性，已经有很多犯罪组织利用比特币进行毒品和枪支交易、洗钱。各国政府开始注意这个问题，如果一旦出台政策管制，有可能会影响未来的行情走势。
2.比特币交易平台交易量小、筹码少（相对现实的金融交易平台），市场极易被庄家操作，出现暴涨暴跌。3月比特币暴涨1000%，而在4月10日凌晨2小时内就暴跌50%，10日、11日两天暴跌超过70%，用户交易需谨慎。
3.比特币交易网站频频出现用户资金被盗现象，MyBitcoin、Bitcoinica等交易平台就被黑客攻击损失大量比特币，国内用户常用的FXBTC也曾在3月被盗。每次高风险事件发生时也将导致比特币价格暴跌，4月10日的暴跌就和Mt.Gox公司软件崩溃有关系。
