Bitcoin マイニングは、高性能コンピュータが複雑な計算数学問題を解くことによって行われます。これらの問題は非常に複雑で、手作業で解くことはできず、非常に強力なコンピュータにさえ負荷をかけるほど難解です。
ビットコインマイニングの結果は2つあります。第一に、コンピュータがBitcoinネットワーク上でこれらの複雑な数学問題を解決すると、新しいビットコインが生成されます。第二に、計算数学問題を解くことで、ビットコインマイナーは取引情報を検証し、Bitcoin決済ネットワークの信頼性と安全性を確保します。
誰かがビットコインを送金するとき、それはトランザクション（取引）と呼ばれます。店舗やオンラインで行われる取引は、銀行、POSシステム、および物理的な領収書によって記録されます。ビットコインマイナーは、取引を「ブロック」にまとめ、**blockchain**と呼ばれる公開台帳に追加することで、これと同じことを実現します。その後、ノードがこれらのブロックの記録を保持し、将来にわたって検証できるようにします。
ビットコインマイナーがブロックチェーンに新しい取引ブロックを追加するとき、その役割の一部はそれらの取引が正確であることを確認することです。特に、ビットコインマイナーはビットコインが二重に使用されないようにします。これは、デジタル通貨特有の「double-spending（二重支払い）」と呼ばれる問題を防ぐためです。
ビットコインマイナーへの報酬
1日に最大300,000件もの売買が発生するため、これらの取引のそれぞれを検証することは、マイナーにとって多大な労力となります。彼らの努力への対価として、マイナーがブロックチェーンに新しい取引ブロックを追加するたびに、ビットコインが授与されます。
各採掘ブロックとともに放出される新しいビットコインの量はブロック報酬（block reward）と呼ばれます。ブロック報酬は210,000ブロックごと（または約4年ごと）に半減します。2009年には50でした。2013年には25、2018年には12.5になり、2020年5月には6.25に半減（halved）しました。
Bitcoinは2020年5月11日、3回目となるマイニング報酬の半減（12.5から6.25へ）に無事成功しました。
このシステムは2140年頃まで続きます。その時点で、マイナーはネットワーク利用者が支払う取引処理の手数料（fees）を報酬として受け取るようになります。これらの手数料により、マイナーは引き続きマイニングを行い、ネットワークを維持するインセンティブを得ることができます。半減期がすべて終了した後は、これらの手数料を巡る競争によって手数料が低水準に保たれると考えられています。
これらの半減は新規コインの作成ペースを遅らせ、利用可能な供給量を低下させます。これは投資家にとっていくつかの影響をもたらす可能性があります。金（ゴールド）のように供給量が少ない他の資産と同様に、高い需要が価格を押し上げる可能性があるためです。この半減のペースでは、流通するビットコインの総数は上限である21 millionに達し、通貨は完全に有限となり、時間の経過とともに価値が高まる可能性があります。
Bitcoin取引の検証
ビットコインマイナーが取引の検証から実際にビットコインを獲得するためには、2つのことが起こる必要があります。第一に、彼らは1 megabyte（MB）分の取引を検証しなければなりません。これは理論的には1件の取引ほどの小ささにもなり得ますが、各取引が保存するデータの量に応じて、多くの場合数千件になります。
第二に、取引ブロックをブロックチェーンに追加するために、マイナーはproof of work（プルーフ・オブ・ワーク）とも呼ばれる複雑な計算数学問題を解かなければなりません。彼らが実際に行っているのは、ターゲットハッシュ以下の値となる、ハッシュと呼ばれる64桁の16進数を見つけ出そうとすることです。基本的には、マイナーのコンピュータは、その性能に応じてメガハッシュ/秒（MH/s）、ギガハッシュ/秒（GH/s）、テラハッシュ/秒（TH/s）といった異なる速度でハッシュを出力し、解決策にたどり着くまで可能性のあるすべての64桁の数字を推測します。言い換えれば、これはギャンブルです。
ビットコインマイニングの例え
ビットコインマイニングは本質的に推測作業であるため、他のマイナーよりも先に正しい答えにたどり着けるかどうかは、コンピュータがどれだけ速くハッシュを生成できるかにほぼすべてがかかっています。わずか10年前は、通常のデスクトップコンピュータでも十分に競争力のあるビットコインマイニングを行うことができました。しかし時間が経つにつれ、マイナーはビデオゲームによく使われるグラフィックカード（GPU）の方が効果的であることに気づき、それが主流を占めるようになりました。2013年、ビットコインマイナーは暗号資産を可能な限り効率的にマイニングするために特別に設計されたコンピュータ（ASICs）を使用し始めました。これらは数百ドルから数万ドルに及ぶこともありますが、ビットコインマイニングにおけるその効率性は極めて優れています。
今日、ビットコインマイニングの競争は非常に激しく、最新のASICを使用しなければ利益を出すことはできません。デスクトップコンピュータ、グラフィックスプロセッシングユニット（GPUs）、または古いモデルのASICを使用する場合、エネルギー消費コストが実際に発生する収益を上回ってしまいます。最新の機器が手元にあったとしても、マイナーがmining pools（マイニングプール）と呼ぶ組織に対抗するには、1台のコンピュータでは到底足りません。
mining pool（マイニングプール）とは、計算能力を統合し、採掘されたビットコインを参加者間で分配するマイナーのグループのことです。個人のマイナーよりも、プールによって不釣り合いなほど多くのブロックが採掘されています。マイニングプールと企業が、Bitcoinの計算能力の大部分を占めています。