什么是挖矿
使用PoW共识机制的加密货币，需要通过解决谜题来竞争区块的生成权，并随区块的诞生发行新货币。具有代表性的有比特币、莱特币、达世币、以太坊、门罗币等。
求解谜题的过程就叫挖矿，求解谜题参与竞争需要使用的设备就称为矿机，矿机消耗电力，求解谜题，最终生成区块，获得奖励。而运行矿机，获得收益的人群，我们亲切的称他们为矿工。
每种加密货币使用的PoW算法不尽相同：
- 比特币：SHA-256
- 莱特币：Scrypt
- 达世币：X11
- 以太坊：Ethash
- 门罗币：CryptoNight
矿机
加密货币的挖矿设备分为以下几种：
- CPU
- GPU
- FPGA
- ASIC
在一种加密货币发展的早期，用户稀少，挖矿竞争并不激烈，使用普通的CPU即可挖到区块。
随着接受人群的增多，矿工间的竞争加剧，比CPU更适合挖矿的GPU，也就是我们常说的显卡开始加入，GPU的挖矿速度大约是CPU的几十倍。
CPU和GPU属于通用设备，挖矿程序只能利用芯片的一部分晶体管。
于是，更加专业的FPGA被用于挖矿，FPGA通常被用于信号处理，芯片产量不及CPU和GPU，编程难度较大，设备成本更高。但是，由于FPGA减少了CPU和GPU中那部分挖矿不能利用的晶体管，挖矿速度更快，能耗也更低，总体收益是高于CPU和GPU的。
当加密货币的价值变得足够高之后，挖矿设备的终极形态将会出现，也就是ASIC。
ASIC的全称是专用集成电路，也就是说，针对加密货币专门从零开始设计一款新的芯片，芯片设计的难度非常大。同时，挖矿芯片的出货量与CPU、GPU完全不在一个数量级，有技术实力生产芯片的代工厂，并不愿意把宝贵的产能用于挖矿芯片的生产。这一切都造成了ASIC矿机产能低、价格高昂。不过由于ASIC矿机的芯片是完全针对PoW算法开发，除了挖矿没有任何其他用途，ASIC矿机的速度非常快，大约又比FPGA高一个数量级，单位能耗下完成的挖矿任务也更多。
目前全球最大的ASIC矿机生产商是比特大陆，凭借自行研发的挖矿芯片，其生产的蚂蚁矿机几乎垄断了整个市场。
由于ASIC矿机容易垄断，在利益的驱使下，矿机厂商有很强的动力去开发ASIC矿机。
总体上说，矿机的技术演进过程为: CPU -> GPU -> FPGA -> ASIC。
矿霸
ASIC矿机一旦出现，CPU、GPU、FPGA就会陷入挖矿收益低于电费的情况，很快这三者就会销声匿迹。
由于ASIC矿机的出现，挖矿的门槛将会极大的提高，挖矿将会变得集中化，最后集中到少数几个寡头手中。目前来看，这并不符合加密货币和区块链去中心化的思想，容易出现“矿霸”。矿霸掌握着大量的算力，对整个电子币生态的发展有着非常大的影响，2017年比特币的扩容、隔离见证、比特币现金分叉等等事件，无不显示出矿霸的巨大影响力。
为了避免矿霸的出现，减少算力集中化的趋势，比特币之后出现的加密货币在对抗ASIC上做出了很多尝试。
- 莱特币使用的Scrypt算法，通过使用大量内存的方式，限制ASIC的效率，增大ASIC的设计难度。然而，随着莱特币价格的高涨，算法缺陷被找到，ASIC矿机最终被设计出来。
- 达世币使用X11算法，使用11种Hash算法的组合，将原来只需要针对一种算法设计ASIC，变成了需要针对11种算法，这进一步提高了ASIC的设计难度和成本。最终，ASIC矿机还是被设计出来。
经过了莱特币和达世币的尝试，加密货币的设计者们慢慢总结经验和教训。
以太坊和门罗币的算法设计相对成功，目前，尚未设计出ASIC矿机。
挖矿与能源
我曾不止一次听到这样的说法：挖矿是在做垃圾运算，浪费能源。
让我们来计算一下，挖矿将会消耗多少能源。
比特币和比特币现金使用的算法相同，都是SHA-256，就以他们为例。
总算力约为20ET=20000000T(数据来源：Bitcoin Hashrate)
比特币挖矿已经被ASIC垄断，以使用BM1387芯片的蚂蚁矿机S9为例，一台算力13.5T，功率1.35kw。
共有矿机 20ET/13.5T=1481481 台
总功率 1481481*1.35=2000000kw
年耗电 2000000*24*365=175亿kwh
2016年全球发电量248163.52亿kwh(数据来源：2016年全球发电量排行榜)
也就是说，比特币挖矿只消耗了全球175/248163.52=0.07%的电力。
事实上，比特币矿厂主要集中在中国的四川和贵州等水电丰富的地区，使用的是未并网的小水电站的多余电力，这部分电力事实上还没有计入全球发电总量。即使考虑到空调、风扇散热消耗的电力，挖矿的耗电量也不会超过全球发电量的千分之一。
远没有部分人宣传的那么消耗能源，和工业用电比起来，简直小巫见大巫。
