CPU挖矿的“黄金时代”

2009年1月3日，中本聪在芬兰赫尔辛基的一台服务器上，挖出了比特币历史上的第一个区块——创世区块，这枚区块中包含的唯一交易是“中本聪向自己转移50比特币”，也标志着比特币网络的正式诞生，在最初的几年里（2009-2010年），比特币挖矿还处于“远古时代”，其核心特征是：无需专业设备，普通电脑的CPU即可参与，甚至一个人就能“单挑”整个网络。

挖矿原理：从“工作量证明”到“哈希碰撞”

要理解远古时代的挖矿，首先需要明白比特币的核心机制——工作量证明（Proof of Work, PoW），挖矿的本质是“用计算能力争夺记账权”：矿工们通过计算机不断尝试一个“数字谜题”，谁先解开谜题，谁就能获得记账权，并获得新铸造的比特币作为奖励。

这个“数字谜题”具体指什么？在比特币中，每个区块都包含一个“区块头”，其中有一个关键字段叫“目标值”（Target），矿工需要不断修改区块头中的“随机数”（Nonce），并计算整个区块头的哈希值（一种通过算法将任意长度数据转换为固定长度字符串的函数），直到找到一个哈希值，使其小于或等于当前网络的目标值。

打个比方：目标值就像一个“靶心”，哈希值则是“飞镖”，矿工需要不断调整“随机数”（即改变飞镖的投掷方式），直到飞镖命中靶心（哈希值≤目标值），由于哈希值的计算是随机的，因此需要的计算次数（即“哈希运算次数”）决定了挖矿的难度。

远古时代的“挖矿工具”：CPU是唯一主角

在比特币诞生初期，中本聪设计的挖矿算法（SHA-256）并没有针对特定硬件优化，因此任何具备计算能力的设备都可以参与挖矿，而当时最普及的“算力工具”就是电脑的CPU（中央处理器）。

与今天的GPU（显卡）、ASIC（矿机）相比，CPU的算力极低——一台普通家用电脑的CPU算力可能只有几十到几百Mhash/s（每秒百万次哈希运算），但在2009年，整个比特币网络的算力也极低：创世区块诞生后的一周内，全网算力可能不足1Mhash/s，甚至中本聪一个人就占据了大部分算力。

当时的矿工只需在自己的电脑上运行中本聪发布的第一个比特币客户端（Bitcoin Core），开启“挖矿”选项，就能自动参与竞争，2009年1月12日，中本聪向开发者哈尔·芬尼发送了第一笔比特币（10枚），而哈尔·芬尼就是用自己电脑的CPU完成了这笔交易的挖矿确认。

挖矿难度与奖励：几乎“白嫖”的50枚比特币

远古时代的挖矿难度极低，这和中本聪设计的“难度调整机制”有关，比特币网络会根据全网算力每2016个区块（约两周）调整一次目标值，确保平均每个区块的出块时间稳定在10分钟左右。

在2009年，全网算力增长缓慢，因此难度调整几乎可以忽略不计。

  • 2009年1月，创世区块诞生时，难度仅为1（即目标值为一个极大的值，哈希值很容易满足）；
  • 到2009年底，全网算力仍不足10Mhash/s，难度仅增加到约1.6；
  • 直到2010年5月，比特币首次出现“显卡挖矿”（GPU开始参与算力竞争），全网算力才突破100Mhash/s，难度随之小幅上涨。

挖矿奖励是固定的：每个区块的奖励为50枚比特币，这意味着，在2009年，一台普通电脑每天可能挖到数枚甚至数十枚比特币，而当时比特币的价值几乎为零——2009年10月，开发者 martti Malmi 第一次用比特币进行实际交易时，1000枚比特币仅价值0.5美元。

早期的“矿工生态”：个人与社区的狂欢

在远古时代，比特币挖矿更像是极客们的“技术游戏”，而非商业行为，当时的矿工主要有两类：

  1. 极客与开发者：如中本聪、哈尔·芬尼、戴维·乔姆等，他们参与挖矿是为了测试比特币网络的可行性，探索其技术潜力；
  2. 早期爱好者：一些对加密货币感兴趣的技术爱好者，用自己的电脑“尝鲜”，挖到的比特币甚至不知道如何使用（有人曾用比特币兑换披萨，被称为“比特币披萨事件”，发生在2010年5月）。

由于网络算力低，矿工之间几乎没有竞争，挖矿更像是一种“分布式记账”的协作——大家都在用自己的CPU为网络提供算力，共同维护账本的安全，此时的比特币挖矿，没有矿池、没有矿场，甚至没有“挖矿成本”（电费几乎可以忽略不计），完全是“纯粹的技术实验”。

远古时代的终结：GPU挖矿与“军备竞赛”的萌芽

2010年是比特币“远古时代”的分水岭，这一年的关键变化是：GPU（显卡）开始被用于挖矿。

由于GPU拥有比CPU更多的计算单元（流处理器），在处理并行计算（如哈希运算）时效率远高于CPU，2010年5月，一位化名“ArtForz”的程序员首次用NVIDIA显卡挖矿，其算力迅速超过CPU矿工，标志着挖矿进入“GPU时代”。

GPU的普及导致全网算力快速增长，挖矿难度开始上升，CPU挖矿逐渐变得“无利可图”（尽管当时比特币仍无价值），更重要的是，GPU的出现打破了“人人可挖矿”的平等局面——普通电脑的CPU无法与显卡的算力抗衡，挖矿开始从“个人行为”向“专业化”过渡。

从“CPU挖矿”到“万亿矿机”的进化

比特币的“远古时代”虽然短暂，却是其技术理想最纯粹的体现：用普通人的设备参与网络建设，用计算能力而非权力实现价值共识，当ASIC矿机以每秒数百T的算力“统治”网络时，我们或许会怀念那个用CPU就能“挖到比特币”的简单年代。