7月以来比特币表现惊艳，月底首次突破11000美元，走出了近11个月来新高！比特币上涨，最开心的莫过于比特币矿工。那么牛市挖矿比特币，矿工要怎么计算理论产出？一般算力矿池又会如何结算收益？
怎么计算比特币挖矿的理论产出？
在计算每T算力一天的理论产出之前，我们首先要知道以下几个概念：
难度（Difficulty）：指挖矿的难易程度，找到符合系统要求的Hash值的困难程度。
算力（Hashrate）：单位时间内，矿机完成Hash计算的次数
系统奖励（Block Reward）：挖出一个新区块，系统给矿工的比特币奖励，目前阶段是6.25比特币。
比特币网络初始难度定义为1，即 Difficulty=1，它所表示的意思是，比特币网络刚开始运行的时候，每进行 2^48/(2^16-1)≈2^32 次Hash计算，理论上能挖出一个区块。
随着挖矿算力的提升，比特币挖矿难度在不断提升，当挖矿难度为D时，理论上挖出一个新区块需要进行 D*2^32 次哈希运算。
矿工的算力为H（单位为hash/s），他每天（24小时）的币产出为P ，挖矿难度为D，系统奖励为R，那么：
比特币矿企BitNile计划将其密歇根州数据中心电力容量提升至300 MW:3月8日消息，比特币矿企BitNile（NILE）计划将其密歇根州数据中心的电力容量提高到300MW，并已与BitMain Technologies签署了超过1.8 万台挖矿设备的购买协议，交付将于12月开始，预计需要大约18-24个月，从而将公司的挖矿能力扩大到12 EH/s，大约年产比特币1.96万枚。（Businesswire）[2022/3/8 13:43:42]
我们假设矿工算力为1TH/s（即10^12H/s），难度D可以通过相关网站查询，当前的难度D=16847561611550 ，系统奖励R=6.25比特币，计算得到1T算力每天的收益P=0.00000746比特币。
▲数据来源：https://btc.com/stats/diff
比特币每T算力的理论产出通过网站就可以查到，下图中的PPS结算方式下每T算力的收益，即为每T算力的理论产出。
数据来源：https://btc.com
挖出新区块除了系统奖励之外，还有打包交易的矿工费，这部分产出该如何计算呢？这跟矿池的结算方式相关。
矿池按什么方式给矿工结算收益？
比特币挖矿的用户数量非常庞大，而每10分钟产出的比特币又十分有限，形成了千万人抢1个区块的情况出现，所以，如果个人买一台或者几台矿机单独挖矿，有可能一整年也抢不到一个区块，在这种情况下，就出现了一种组队挖矿的方法，所谓的组队挖矿，就是我们现在要讲述的矿池(mining pool)。
矿池是一个通过特定算法而设计的服务器，所有连接到矿池服务器的用户，会组队进行挖矿。单台矿机的算力虽然不足以挖出比特币，但是成千上万的人进行组队挖矿，总体性能就会变得十分强大。在这种情况，挖矿的成功率会大大提升，一旦矿池中的队伍成功制造了一个区块，那么所有队伍中的人会根据每个人的矿机算力进行分红。
根据算力大小，按劳分配是矿池给矿工结算收益的基础框架。此前PPS、PPLNS等曾是行业主流的分配方式，随着行业发展目前比特币矿池主要的结算方式为FPPS和PPS+。
▲不同结算方式对比
今天我们重点介绍目前主流的两种比特币矿池结算方式，包括PPS+和FPPS两种不同的模式。
PPS+模式
PPS+即Pay Per Share Plus，这种结算方式，系统奖励部分根据矿工提交的有效工作量来结算收益。具体的计算方式在上面介绍过：
矿池每天得到的矿工费则按照实际算力占比来分配。举例说明，假设矿池以PPS+的方式给矿工结算收益。系统奖励部分，矿工A一天的理论收益10BTC，矿工A算力占该矿池10%的算力，该矿池当天得到所有矿工费为2BTC，那么在忽略矿池费率的情况下，当天矿池要给矿工A分配：
10BTC+2*10%BTC=10.2BTC。
也就是说，PPS+的结算方式，系统奖励不受矿池幸运值（矿池的幸运值=实际得到的系统奖励/理论的系统奖励*100%）的影响，而矿工费的部分与矿池收到的总矿工费相关，而矿池的矿工费受其幸运值的影响。幸运值越高，打包交易一般也更多，收到的手续费也就更多。如果矿池一天没出块，矿工也就分不到矿工费了。
FPPS模式
FPPS即Full Pay Per Share，意思是不管是系统奖励还是矿工费都按照理论值结算。
举例说明，假设矿池以FPPS的方式给矿工结算收益。系统奖励部分，矿工A一天的理论收益为10BTC。当天全网的矿工费与系统奖励比值为1.5%，忽略矿池费率的情况下，矿池要给矿工A分配：10*（1+1.5%）=10.15BTC。
FPPS结算模式下，矿工收益与矿池幸运值波动完全没有关系。
总体而言，随着矿池之间竞争的加剧，矿池结算方式也越来越精细化，经历了从只结算区块奖励逐渐演变成结算区块奖励和矿工费PPS+和FPPS，这两种结算方式是比特币矿池目前主流的结算方式。
坎通作为全产业链的矿业公司，在POW机制挖矿领域，尤其是BTC挖矿行业进行了深度布局，我们在青海和四川建有多座大型比特币矿场。坎通近期将会上线BTC矿池算力，敬请期待！
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