比特币挖矿是比特币生态系统的核心，履行着两个基本角色：验证交易和生成新的比特币。这个复杂的过程维护了去中心化数字货币的安全性和可靠性。

验证交易

比特币交易的旅程始于它在整个比特币节点网络中广播——运行比特币软件的计算机。这些未经验证的交易积累在一个称为"mempool"的池中，等待确认并纳入一个区块。

矿工随后从内存池中选择交易，优先处理费用更高的交易，并将它们打包成一个新区块。这就是真正挑战开始的地方。矿工们参与到一个竞赛中，使用专业设备和程序破解复杂的密码学难题，这一过程被称为“工作量证明”(PoW)。

在这个计算竞赛中，矿工们反复尝试猜测一个称为"nonce"的随机数。他们将这个nonce与区块的数据结合，并通过SHA-256哈希算法进行运算。目标是发现一个哈希值，该值低于比特币网络设定的难度级别的阈值。

一旦矿工成功找到一个有效的哈希，他们会立即将他们的解决方案广播给网络的其余部分。其他节点随后验证提议的区块和工作量证明的合法性。他们确保哈希符合难度目标，并且区块内的所有交易都是有效的 - 确认有足够的资金和正确的数字签名。

在达成共识认为区块有效后，它会被附加到现有的区块链上。这创建了一个不可更改的所有比特币交易记录，确认了区块内的交易。每个后续添加到链中的区块为这些交易提供了额外的“确认”，增强了它们的安全性。

生成新的比特币

工作量证明过程具有双重目的，因为它还促进了新比特币的创建。

当矿工成功挖掘一个新区块时，他们会以新铸造的比特币形式获得奖励，这被称为“区块奖励”。此外，矿工还会收集与他们包含在区块中的交易相关的交易费用。

需要注意的是，区块奖励并不是恒定的。它的设计是通过一种称为“减半”的机制随着时间的推移而减少。大约每四年(或每210,000个区块)，区块奖励会减半。截至2025年4月，区块奖励为3.125 BTC。这种减半机制调节了新比特币进入流通的速度，并旨在随着时间的推移创造稀缺性。

比特币的最大供应量预定为2100万个币。减半事件将持续到所有2100万个比特币被挖掘出来，这一事件预计将在2140年左右发生。

本质上，比特币挖矿是一个计算密集型的过程，矿工们争相解决加密难题，从而验证交易并将新块添加到区块链中。作为对他们努力的补偿，他们会获得新创建的比特币和交易费用，这激励他们维护网络的安全性和功能性。这些难题的难度会定期调整，以保持大约每十分钟一个块的稳定创建速度。减半机制确保新比特币创建的速率逐渐减少，从而导致有限的供应。