矿业十年发展史（上）——从乌托邦到修罗场

很多读者应该都已经看到，最近区块链矿业的发展情况，称得上是惨不忍睹，N多矿机的关机币价惨遭击穿，更有消息称很多矿机已经在论斤贱卖。对此，很多人将原因归咎于是币价低迷的影响。但很少有人会想到，即便有朝一日，数字货币市场重新迎来牛市，人们所熟悉的传统矿业，可能也将无法重现往日的荣光，而这一切，并不是由哪一个人或者团体所操纵的，而是由矿业的历史轨迹与区块链行业的未来方向决定的。为什么这样讲？在过去的十年里，矿业又怎经历了怎样的发展过程？在这个系列的文章中，社长就向大家介绍一下区块链矿业在过去十年中的发展脉络。

图：没有人想到，矿业又一次登入公众视线的时候，竟然会是以这样的形式

脆弱的乌托邦，“人人皆为央行”理念的崩坏

2009年1月4日，也就是比特币白皮书发布三个月之后，在芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上，中本聪亲手创建了比特币网络的第一个区块，获得了第一笔50枚比特币的奖励。他可能没有想到，这样一个简单的行为，将会在今后衍生为一门庞大的产业，在吸引着无数投资者前仆后继的同时，也创造出海量的就业岗位。

事实上，不止中本聪，当时所有比特币矿业的参与者都不会相信，一个猜数据的”“电子货币游戏”，居然会硬生生产搞出一个行业出来。毕竟，从现在的角度来看，当时的比特币挖矿难度，简直低到令人发指——你只要持有一台普通电脑，下载一个挖矿软件，然后新建文本、在里面写入矿池、矿工号、矿工密码、线程数等参数、保存并改扩展名为bat格式，就可以打开挖矿软件挖矿了。对于这些人来说，当时的比特币挖矿，也就相当于一个PC机的俄罗斯方块一样，说它能衍生一门庞大的新生产业，实在是太不切实际。

不过，也正是因为这种较低的设备门槛，使得早期的比特币在没有任何确定前景的情况下，以较快的速度聚拢了一批参与者，如果把它想象成是一种货币的话，那还确实颇符合理想状态下“人人都是发币者”的设想，在这样一个没有央行的世界里，中本聪对比特币“去中心化”的设想，似乎真的已经触手可及。

但是，仅仅一年过后，这个脆弱的乌托邦，就面临着瓦解的危机。随着参与比特币挖矿的人数越来越多，那些并不怎么关心比特币运行原理的人们便很快察觉到：用个人电脑产出比特币的速度开始变慢，在深究其原因之后，一些有心人便发现，在能否挖到比特币的问题上，“哈希率”——也就是俗称的“算力”，起到了至关重要的作用。在这样的情况下，一些极客开始考虑用算力更强的GPU——也就是显卡，来进行比特币的产出。

关于GPU在比特币挖矿中出现的时间和契机，目前业内对此有不同说法，一种比较符合逻辑的解释是：最早用GPU挖矿的是一个名叫Hanecz的程序员——就是用10000个比特币换披萨的那哥们。毕竟，在2010年初用CPU挖矿，一个CPU每天至多能挖出一个区块，拿到50个BTC，这哥们要挖到10000个比特币，得狂挖大半年才可以，但问题在于：披萨哥当时进入矿圈的时间都没这么久，那他买披萨的比特币是哪来的？答案就是用GPU，根据披萨哥发帖宣称，他当时每天的收益可以达到几千枚比特币，所以说想要拿出1万个币来买个披萨，实在是太容易了。

图：被很多人调侃的披萨哥，是公开资料记载的最早GPU挖矿者

不过，按照公开的资料，披萨哥并没有把GPU挖矿这件事情广加宣传、发扬光大，原因很简单，他在把这件事情告诉了中本聪之后，后者对这种行为并不赞同，毕竟这是一种高度中心化的行为——数据显示，在2010年初的时候，GPU的算力已经可以达到9MH/S【注】，而与之相比，CPU的算力大约只有1KH/S。事实上，披萨哥在用GPU挖矿的过程中，已经有n多机会可以进行51%攻击了，但问题在于，就算披萨哥把大部分的比特币都挖出来放在自己手里，在没有去中心化共识的情况下，比特币也不会具有多大的价值。

【注】H/S的意思是挖矿设备每秒可运行哈希运算的次数。

图：2010年初，GPU的挖矿算力已经是CPU的9000倍

所以，虽然披萨哥是第一个有公开资料记载的GPU挖矿者，但他却并没有号召社区来利用GPU挖矿，实际上，压垮最后一根骆驼的稻草、并促使GPU登上矿业舞台的，是另外一件很多人都没有想到的事情：那就是比特币算力的突然爆发。

2010年7月上旬，在毫无征兆的情况下，比特币的场外交易价格于短短5天内狂翻十倍，突然从0.008美元升值到0.08美元。由于当时并没有数字货币交易所，获得比特币最简单的方法就是单机挖矿，所以在很短的时间内，参与比特币挖矿的人群迅速扩张，按照比特币白皮书的规则，算力的上升，标志着挖矿难度急剧增加，收成减少的矿工们开始入不敷出，在这样的情况下，普通的CPU是无论如何也无法满足挖矿的需求了，至此，即便是中本聪，再无力再阻挡矿工们疯狂涌向GPU，而接下来的事情，也就顺理成章了——2010年7月，比特币论坛成员“Artforz”再一次开始使用GPU进行挖矿，同时将这一方案在社区内广为传播，此后，越来越多的人开始参与到GPU挖矿中，而随着中本聪在2010年底突然消失，比特币社区在失去了精神领袖的同时，也失去了最后一丝对“发行去中心化”的节制，从此开启了绵延将近十年的矿业大战。

军备竞赛开启，矿业装备的迅速更新迭代

正如历史上的战事往往会促使科技发展一样；比特币矿业大战的揭幕，同样大大改进了人们开采比特币的方式。纵观后CPU时代，首轮军备竞赛的导火索，正是2011年比特币的一次大牛市而引爆的算力战争。

具体来看，在披萨哥用10000个比特币支付了两个披萨之后，人们猛然意识到，这种东西原来真的可以当钱用，于是，包括维基解密阿桑奇在内的个人与团体，纷纷开始接受比特币的支付与捐赠。这种扩大的使用需求，外加较弱的流动性，促使比特币的价格持续上攻，至2011年2月时，已经从此前的0.08美元又翻10余倍，达到1美元，并在横盘至4月之后再度爆发，短短两月间，竟冲至30美元——对当时的人们来说，在2个月内翻30倍的资产，简直闻所未闻，极客圈一时间充满了躁动情绪，这种感觉如同列强们在新大陆发现了超级大金矿之后，恨不得第二天就派兵冲过去一样。

如果说列强们需要的是强火力的舰队，那么矿工们需要的就是强算力的机器。但很不幸，对于当时的矿工们而言，GPU这种通用的机器，就如同菜刀一般绵软无力——在比特币一年间暴涨千倍之后，数字矿业这个领域，又涌进了一大批淘金者，使得挖矿的难度进一步增加，用低算力的GPU挖矿，已经只有亏损的份，毕竟显卡这东西本来是用于图形成像的，并非专业设备，一时间，业内对于强力的专业挖矿机器的呼声持续高涨。

图：2011年的比特币大牛市，是FPGA出现的最重要契机

在这种需求的强烈刺激下，2011年6月，首款专业用于数字货币挖矿的装备——FPGA出现了，其全名颇为拗口：现场可编程门阵列。这是世界上首次针对挖矿进行的专业芯片设计【注】，对于处于冷兵器时代的数字货币矿业来说，FPGA与菜刀般的GPU相比，简直如同火枪一般的存在——虽然它只能用于矿业，但也正因为如此，其性能强劲异常——单个GPU的算力只能达到几MH/S，而FPGA的算力则直接翻了成百上千倍，冲到了GH/S的级别。

事实上，除了算力大大增加之外，FPGA最凶悍之处还在于：通常来说，一台计算机只能带很少的GPU工作，但却可以运行成堆的FPGA采矿。对于矿工而言，这相当于将一个砍刀小队升级成了机枪大营，无论从数量还是质量上都得到了指数级的飞跃。因此，尽管首款量产的现货矿机直到2013年3月才正式出现，但在此之前，已经有不少急不可耐的矿工通过私下定制、甚至是自制来实现了鸟枪换炮，从而使得比特币全网的总算力和个人算力都出现了一个巨大的突破——数据显示，比特币全网的个人算力在2011~2012年间暴涨了20倍，而全网总算力更是狂翻100倍。

毫无疑问，对于比特币矿工们来说，FPGA的出现是一个里程碑式的事件，然而悲催的是，这个“里程碑”，在矿业中存续时间并没有维持太久——自2012年起，比特币的价格便从2美元的低点开始势不可挡地爆发，至2013年11月时，竟已经冲至1200美元，一年多的时间上涨了600倍，这种狂飙式的涨幅让比特币再也无法在低调中前行，考虑到当时全球经济不振，热钱陷入资产荒，世界各地的淘金者们遂纷纷涌入这个算力的杀戮战场，促使挖矿难度又一次大幅上升。手持FPGA的矿工们入不敷出，不得不开始再度寻找新的大杀器，而他们最终找到的答案，就是我们目前非常熟悉的ASIC芯片。

正所谓彼之蜜糖吾之砒霜，ASIC的出现，标志着FPGA的悲剧正式降临——如果我们把FPGA比作是机枪的话，那么ASIC的算力简直可以称得上为火箭炮，在后者切瓜剁菜一般的攻势之下，FPGA在矿业的主导地位迅速崩溃，身为首款专用挖矿机器的“里程碑身份”就此被人抛到脑后，而此时距离业内首台现货FPGA矿机的出现只有大约三个月，要知道FPGA商用机光酝酿可就经历了将近两年的时间，短命至此，也只能哀叹生不逢时了。

图：GPU、FPGA、ASIC矿机的算力对比图

矿池与矿场的出现：当部落城邦演变成跨国同盟

回顾历史，我们不难发现，枪炮等热兵器的出现，改变的不仅是战争形态，更是人类组织与社会的结构。而以ASIC出现为代表的矿机升级与军备竞赛，所带来的也不仅仅是算力的提升，更是得“矿圈”的生态结构——即参与者类型也出现了重大的变化。抛却那些繁琐的细节，矿圈利益主体整体的发展趋势其实不难理解，梳理并类比一下人类历史就可以看出大致端倪：最早的时候，人类是以部族的形式存在的，随着对资源竞争激烈程度的提高，不计其数的小型部族们逐渐向那些武力强大的部落靠拢，从而合并成城邦、国家、甚至是帝国，在这一过程中，很少有个人或部族愿意保持独立的姿态，毕竟，假如你手头买不到/做不出武器，又不愿意受到拿着武器的人的保护，那最有可能发生的事，就是你被不知道从哪来的火力一枪放倒。

数字世界也是如此，比特币算力全面战争的开启——尤其是挖矿硬件性能的提升，实际上是在倒逼分散在全球的矿工将算力凝聚在一起，道理很简单：对于那些挖矿设备比较简陋、在全网中算力占比不足的个人和单位，如果不加入大集团的行列当中接受保护，就相当于世界上不被人接纳的个体和族群一样，必然会因为拿不到资源（比特币），而在孤立无援中消亡。

于是，我们可以看到，2010年12月，捷克程序员Marek成立了世界上第一个矿池“泥潭”，而在2011年，世界上又出现了第一个比特币矿场。从而在利益立场和地理位置两个维度上形成了两类中心化的团体。严格来说，最初的矿池和矿场并没有立刻成为矿业的主流利益主体，其全网算力占比也相对较低，但随着FPGA和ASIC的出现，那些有能力聚拢大量专业矿机的矿池和矿场的优势便体现出来，如同有能力购买或生产强力武器的帝国一样，促使中小矿工们不得不如同低弱小国一般，纷纷寻求依附于这些大型的团体。

图：2018年10月全球十大矿池算力比例，前三名已掌握了超过50%的算力比例

事实上，矿业参与主体的这一集中过程，与人类历史也颇有异曲同工之处：尽管在地理维度上，矿场往往会因为电价调整、各地政策等原因而分分合合，如同世界各国版图解体与统一的无限循环一般；但在立场维度上，矿池的集中度却不断增加，从2011年占全网算力比例的不到20%，迅速冲到2015年仅前十名便占全网95%的程度，就像全球从19世纪军政势力的多极化变成到20世纪的两极化，即便是各大帝国在战后解体为200多个现代国家、也没有改变这种趋势一样。

在这种不断集中的趋势之下，到了2014年左右，比特币的矿业领域，已经没有了除矿场和矿池之外的个人矿工的生存空间，而前十大矿池的集中程度也已经基本盖棺确定，可以说在确保了比特币网络安全的情况下，实现了相当高程度的中心化。很多人们熟悉的行业明星企业和企业家，比如蚂蚁矿池、鱼池、莱比特、国池等团体，以及背后的吴忌寒、江卓尔、七彩神鱼等人，就是在这一时期出现的。

图：矿工团体的发展就像人类国家的变迁一样，尽管在地理上可能会不断分合，但在利益立场上却逐渐集中（图为冷战时期势力范围图）

对于那些还秉持着“去中心化理念”的人来说，虽然包括比特币在内的数字资产，当时已经没有必要通过矿业来进行普及了，但这样一个比较中心化的情景，却也并不是他们所希望看到的，在这样的情况下，或出于利益，或出于理想，数字货币行业开始了一轮不可逆的转型，那么这个转型的方向又是什么，对于矿业又有什么样的影响呢？这些问题的答案，将在我们接下来的下篇中进行更为详细的介绍。

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