比特幣的工作證明與挖礦

1、比特幣的工作證明與挖礦工作證明工作證明工作證明(ProofOfWk，簡稱POW)，顧名思義，即工作量的證明。通常來說只能從結(jié)果證明，因為監(jiān)測工作過程通常是繁瑣與低效的。比特幣在Block的生成過程中使用了POW機制，一個符合要求的BlockHash由N個前導(dǎo)零構(gòu)成，零的個數(shù)取決于網(wǎng)絡(luò)的難度值。要得到合理的BlockHash需要經(jīng)過大量嘗試計算，計算時間取決于機器的哈希運算速度。當(dāng)某個節(jié)點提供出一個合理的BlockHash值，說明該節(jié)點確

2、實經(jīng)過了大量的嘗試計算，當(dāng)然，并不能得出計算次數(shù)的絕對值，因為尋找合理hash是一個概率事件。當(dāng)節(jié)點擁有占全網(wǎng)n%的算力時，該節(jié)點即有n100的概率找到BlockHash。工作證明機制看似很神秘，其實在社會中的應(yīng)用非常廣泛。例如，畢業(yè)證、學(xué)位證等證書，就是工作證明，擁有證書即表明你在過去投入了學(xué)習(xí)與工作。生活大部分事情都是通過結(jié)果來判斷的。挖礦挖礦挖礦即不斷接入新的Block延續(xù)BlockChain的過程。挖礦為整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)提供原動力

3、，是比特幣的發(fā)動機，沒有挖礦就沒有比特幣。挖礦有三個重要功能：1.發(fā)行新的貨幣（總量達(dá)到之前）2.維系貨幣的支付功能3.通過算力保障系統(tǒng)安全金礦消耗資源將黃金注入流通經(jīng)濟(jì)，比特幣通過“挖礦”完成相同的事情，只不過消耗的是CPU時間與電力。當(dāng)然，比特幣的挖礦意義遠(yuǎn)大于此。BlockHash算法算法Block頭部信息的構(gòu)成：字段名含義大小(字節(jié))Version版本號4hashPrevBlock上一個blockhash值32hashMerkl

4、eRoot上一個block產(chǎn)生之后至新block生成此時間內(nèi)，交易數(shù)據(jù)打包形成的Hash32TimeUnix時間戳4Bits目標(biāo)值，即難度4Nonce隨機數(shù)4下面采用高度為125552的block數(shù)據(jù)為例，演示blockhash的計算過程：n4根據(jù)最近2016個塊的時間，重新計算目標(biāo)難度RetargetCBigNumbnNewbnNew.SetCompact(pindexLastnBits)bnNew=nActualTimespanbn

5、New=nTargetTimespanif(bnNewbnProofOfWkLimit)bnNew=bnProofOfWkLimitreturnbnNew.GetCompact()Block字段詳解字段詳解?Version，版本號，很少變動，一般用于軟件全網(wǎng)升級時做標(biāo)識?hashPrevBlock，前向BlockHash值，該字段強制多個Block之間形成鏈接?hashMerkleRoot，交易Hash樹的根節(jié)點Hash值，起校驗作用，

6、保障Block在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的數(shù)據(jù)一致性，有新交易加入即發(fā)生變化?Time，Unix時間戳，每秒自增一，標(biāo)記Block的生成時間，同時為blockhash探尋引入一個頻繁的變動因子?Bits，可以推算出難度值，用于驗證blockhash難度是否達(dá)標(biāo)?Nonce，隨機數(shù)，在上面數(shù)個字段都固定的情況下，不停地更換隨機數(shù)來探尋最為關(guān)鍵的字段是hashPrevBlock，該字段使得Block之間鏈接起來，形成一個巨大的“鏈條”。Block本是

7、稀松平常的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)組織起來后卻使得它們具有非常深遠(yuǎn)的意義：1.形成分支博弈，使得算力總是在主分支上角逐2.算力攻擊的概率難度呈指數(shù)上升（泊松分布）每個block都必須指向前一個block，否則無法驗證通過。追溯至源頭，便是高度為零的創(chuàng)世紀(jì)塊(GenesisBlock)，這里是BlockChain的起點，其前向blockhash為零，或者說為空。新block誕生過程誕生過程山賽幣網(wǎng)址導(dǎo)航網(wǎng)下面是一個簡單的步驟描述，實際礦池運

8、作會有區(qū)別，復(fù)雜一些：下面是一個簡單的步驟描述，實際礦池運作會有區(qū)別，復(fù)雜一些：1.節(jié)點監(jiān)聽全網(wǎng)交易，通過驗證的交易進(jìn)入節(jié)點的內(nèi)存池(TxMemPool)，并更新交易數(shù)據(jù)的MerkleHash值2.更新時間戳3.嘗試不同的隨機數(shù)(Nonce)，進(jìn)行hash計算4.重復(fù)該過程至找到合理的hash5.打包block：先裝入blockmeta信息，然后是交易數(shù)據(jù)6.對外部廣播出新block7.其他節(jié)點驗證通過后，鏈接至BlockChain，主