詳解加密挖礦算法：從bitcoin到dogecoin的「數字淘金」密碼

原文標題：《詳解加密貨幣挖礦算法：從比特幣到狗狗幣的「數字淘金」密碼》

原文來源：Dr. 柴說加密

今天，我們將深入探索挖礦的「核心引擎」——挖礦算法。什麼是挖礦算法？為什麼比特幣、狗狗幣&萊特幣的挖礦方式截然不同？新手該如何選擇適合自己的算法進行挖礦？本文將用通俗的語言為你解鎖這些「數字淘金」的密碼，帶你從零走進算法的世界！

01 挖礦算法是什麼？區塊鏈的「數學密碼」

挖礦算法是加密貨幣網絡的核心規則，是一組複雜的數學指令，指導礦工驗證交易、生成新區塊並維護區塊鏈安全。簡單來說，它就像一道需要用算力解開的「超級數學題」，解題成功的礦工可以獲得加密貨幣獎勵（如比特幣、狗狗幣）。

>  生活化比喻

想像挖礦算法是一把鎖，礦工的硬體是鑰匙。比特幣的鎖（加密雜湊算法 SHA-256）需要超級強大的專用鑰匙（ASIC 礦機）。不同的算法決定了你需要什麼工具、花費多少成本、能賺多少「金子」。

>  算法的核心運用

· 驗證交易：確保每筆交易合法，防止雙重支付（同一筆錢花兩次）。

· 生成區塊：將交易打包成區塊，添加到區塊鏈帳本。

· 獎勵機制：成功解題的礦工獲得新幣和交易手續費。

· 網絡安全：算法的複雜性讓攻擊網絡的成本極高，保障去中心化。

02 為什麼有不同的挖礦算法？

自 2009 年比特幣誕生以來，加密貨幣發展迅速，衍生出多種挖礦算法。為什麼會有這麼多算法？原因主要有三：

· 硬體相容性：不同算法對硬體的要求不同。例如，SHA-256 適合 ASIC 礦機，而 Scrypt 和 Ethash 更適合 GPU 或 CPU，降低了普通人參與的門檻。

· 去中心化與安全性：算法設計影響算力集中度。抗 ASIC 的算法（如 Scrypt）鼓勵更多人參與，防止少數大礦場壟斷網絡。

· 項目獨特性：新算法可以讓項目脫穎而出。例如，狗狗幣和萊特幣的 Scrypt 算法通過合併挖礦提升了網絡安全性，吸引更多礦工。

03 主流挖礦算法解析：比特幣、狗狗幣等

目前，加密貨幣使用多種挖礦算法，每種算法有獨特的硬體需求和挖礦體驗。以下是四種常見算法，重點聚焦比特幣的 SHA-256、狗狗幣/萊特幣的 Scrypt，並簡述其他算法。

1 SHA-256：比特幣的「超級難題」

>  簡介

SHA-256（安全雜湊算法 256 位）是比特幣採用的工作量證明（PoW）算法，由美國國家安全局（NSA）設計。它要求礦工計算 256 位雜湊值，找到符合難度要求（以多個 0 開頭）的結果。

>  特點

· 高算力需求：2025 年全網算力約 859.01EH/s（每秒 85.9 百億億次雜湊）。

· 專用硬體：需要 ASIC 礦機（專為 SHA-256 設計的設備）。

· 出塊時間：約 10 分鐘

>  適用幣種

· 比特幣（BTC）

· 比特幣現金（BCH）

>  優劣

· 優點：安全性極高，攻擊成本巨大；比特幣市場認可度高，長期價值較穩定。

· 缺點：ASIC 礦機昂貴，能源消耗較大

>  適合人群

大型專業礦工或擁有廉價電費的大型礦場。

2 Scrypt：狗狗幣與萊特幣的「新手友好」算法

>  簡介

Scrypt 是一種記憶體密集型算法，最初設計為抗 ASIC。它需要大量記憶體來執行雜湊運算，降低了對算力的依賴。

>  特點

· 記憶體需求高：相比 SHA-256，Scrypt 更依賴記憶體而非純算力。

· 出塊時間快：萊特幣約 2.5 分鐘，狗狗幣約 1 分鐘。

· 合併挖礦：狗狗幣可與萊特幣同時挖礦，提升收益。

>  適用幣種

· 萊特幣（LTC）

· 狗狗幣（DOGE）

>  優劣

· 優點：門檻低，GPU 即可參與；區塊生成快，收益頻繁；合併挖礦增加回報。

· 缺點：ASIC 逐漸進入 Scrypt 挖礦，GPU 競爭力下降；幣價波動大。

>  適合人群

預算有限的新手，或想嘗試狗狗幣/萊特幣的玩家。

3 Ethash：以太坊經典的「GPU 天堂」

>  簡介

Ethash 是以太坊經典（ETC）使用的 PoW 算法，設計為記憶體密集型和抗 ASIC，需對動態資料集（DAG，約 6GB）進行雜湊運算。

>  特點

· 記憶體依賴：DAG 大小隨時間增長，2025 年約 6-8GB。

· 硬體：GPU 是主流，ASIC 效率較低。

· 出塊時間：約 15 秒。

>  適用幣種

以太坊經典（ETC）

>  優劣

· 優點：抗 ASIC，適合 GPU 挖礦；去中心化程度高。

· 缺點：收益較低，需高效能 GPU；DAG 增長增加硬體要求。

>  適合人群

擁有高效能顯示卡、想嘗試非比特幣挖礦的玩家。

4 其他算法簡介

· Equihash（Zcash）：記憶體密集型，抗 ASIC，適合 GPU 挖礦，注重隱私保護。

· RandomX（門羅幣）：CPU 友好，抗 ASIC，鼓勵普通電腦參與，維護去中心化。

· X11（達世幣）：結合 11 種雜湊函數，節能且安全，支援 GPU 和專用 ASIC。

圖表：主流挖礦算法對比

說明： 硬體需求和出塊時間因網絡動態可能略有變化。萊特幣及達世幣在早期階段曾使用 GPU 挖礦，但最終被 ASIC 取代，GPU 基本無競爭力。

04 挖礦算法的未來趨勢

挖礦算法的演進不僅受制於技術進步，還會受到能源成本、環保政策以及去中心化理念的多重推動。在全球算力布局加速、晶片製造技術迭代和區塊鏈生態多樣化的背景下，未來的挖礦算法趨勢可能呈現以下幾個方向：

>  更高效的算法與硬體適配

隨著晶片製造進入 3nm 甚至 2nm 製程時代，未來的挖礦算法將更注重硬體效能與能效比的匹配。新算法可能在不降低安全性的前提下減少冗餘計算，提升每瓦算力產出，延長硬體生命週期，降低設備折舊壓力。

>  抗 ASIC 設計與算力分布優化

為防止算力過度集中在大型礦場，更多項目可能採用 CPU 或 GPU 友好的算法。例如門羅幣的 RandomX 算法可以充分利用通用處理器的快取和指令集，使 ASIC 優勢幾乎消失。

未來還可能出現動態算法（如定期調整雜湊函數或記憶體需求），以抑制 ASIC 開發的經濟可行性，從而讓個人礦工有更長的參與週期。

>  綠色挖礦與碳中和目標

2024 年全球約 54% 的比特幣算力已使用可再生能源（數據來源：Bitcoin Mining Council），但能源消耗依然受到外界批評。

新算法可能更適配間歇性能源（如風能、太陽能），並與智慧調度系統結合，在可再生能源充足時自動提升算力，低谷期則降載，從而減少碳足跡並降低電費支出。

>  PoW 與 PoS 的平衡

以太坊在 2022 年 9 月完成「合併」並轉向 PoS，年耗電量下降超過 99.95%，引發了部分項目對 PoS 的關注。

然而，PoW 在安全性、無需信任和抗審查方面依然有獨特優勢，因此未來可能出現混合共識模式（如 PoW+PoS 或 PoW+PoA），以兼顧去中心化與能效。

05 選擇合適的「數字淘金」密碼

挖礦算法是加密貨幣世界的「數學密碼」，決定了挖礦的門檻、成本和收益。不同算法對算力、能耗和硬體效能的要求各不相同，從而影響挖礦的盈利水平。

比特幣採用的 SHA-256 算法以高安全性和高收益吸引專業礦工，但需要昂貴的 ASIC 礦機與低電價支持，對中小型礦工而言門檻較高。狗狗幣和萊特幣的 Scrypt 算法則為新手提供了低門檻的「淘金」機會，使用 GPU 即可上手。Ethash、RandomX 等算法專為抗 ASIC 設計，有助於吸引更多參與者並促進去中心化。

無論是挑戰比特幣的「超級難題」，還是試水狗狗幣的「迷因財富」，理解挖礦算法都是成功的第一步。