比特币的生产,本质上是矿工用专用算力竞争记账权,在验证交易、打包新区块并完成工作量证明后,获得协议自动发放的区块补贴和交易手续费。它不是某家公司按订单铸造,也不是服务器里凭空生成的一串数字。新比特币进入流通的入口,写在每个新区块的第一笔特殊交易,也就是coinbase交易中。矿工只有成功挖出符合规则的区块,才能把这笔奖励写入自己的收款地址。

一笔比特币转账发出后,会在点对点网络中传播。全节点会检查签名、输入是否真实存在、UTXO是否已经被花费,以及交易金额和脚本是否符合规则。通过验证的交易会进入内存池,等待矿工挑选。矿工通常会按照单位区块空间能够带来的手续费收入排序,组装一份新区块模板,再加入一笔没有真实前置输入的coinbase交易。区块内的普通交易会通过默克尔树形成默克尔根,区块头则记录前一区块哈希、时间、难度目标和随机数等关键字段。
真正决定新区块能否诞生的环节,是工作量证明。现代矿机通常采用ASIC设备,对区块头反复进行哈希计算,尝试让结果低于网络设定的目标值。随机数用完后,矿工会修改coinbase交易中的额外随机字段,使默克尔根随之变化,再继续搜索新的哈希结果。这不是解一道有固定答案的数学题,而是在巨大搜索空间里不断试错,算力越高,单位时间内撞中有效结果的概率越大。矿池把任务拆分给大量矿机,用较低难度的份额统计贡献,真正挖到区块后再按算力分配收益。

比特币网络会把新区块的平均产生时间控制在约10分钟附近,难度大约每2016个区块调整一次,让全网算力变化后仍能维持相对稳定的出块节奏。区块补贴并非永久不变,协议规定每210000个区块减半一次。2024年4月20日达到840000号区块后,基础补贴从6.25枚降至3.125枚比特币,矿工实际拿到的区块奖励还要加上该区块内交易支付的手续费。发行量则按照预设曲线逐步逼近2100万枚,补贴越来越少,手续费在矿工收入中的作用会持续上升。

挖矿因此更像一项重资产的基础设施生意,而不是普通电脑点击几下就能赚钱。矿机采购、电力、散热、场地、网络、运维和矿池抽成,都会影响单枚比特币的生产成本。矿工挖到区块后,节点还会重新验证其中的交易、工作量证明和奖励金额,补贴超额、交易无效或区块格式错误,都会导致整块被拒绝;coinbase奖励通常还要等100个区块成熟后才能花费。也正因为每个区块都连接着前一区块,篡改历史记录不仅要修改交易,还要重新完成后续区块的算力竞争。比特币所谓生产,最终体现的是一套用电力和计算证明换取记账权、发行权与网络安全的制度安排。
