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比特币挖矿原理看这篇就都理解了

发布时间:2020-05-17 10:37:03 来源:豪客彩票-豪客彩票官网-豪客彩票app-豪客彩票下载 所属类别:新闻中心

  在介绍比特币挖矿之前,我们要学会看懂区块链浏览器中的信息,对理解会有很大的帮助。

  3、挖矿难度:12.95T(前面的31.73T 是当前块的实际难度,只要这个值比12.95T大都是合格的)

  这些信息都是在区块头里面,一个区块包括了区块头和区块体,而区块体的所有信息被神奇的哈希函数压缩到了默克尔数根 /Merkle Root里面了。

  每一个区块都有一个唯一的哈希值,比如上图中的6。可以理解为区块的身份证号码,全网唯一值。比特币采用了Sha256加密算法生成哈希值。

  比特币在很多的地方都使用了这个哈希函数,它的神奇就在于:它不管你的输入参数是什么,计算后的结果都是一个长度为256位的值,如果用十六进制表示长度就是64。

  为了表明当前区块的挖矿难度,在区块头中有一个难度位,或者目标阀值,也就是bits来表示,图中的4。它确实是一个阀值,只要你算出来的值比这个值更小都是可以的。

  为了减少空间采用了压缩的方式存储,比如bits: 0x1903a30c,它的意思是0x19 为 幂,而 0x03a30c 为系数。

  对数学不好的来说,不要紧,只要知道目标值为0x1903a30c最后计算出来的结果是:

  也就是说当前难度,新生成的【区块哈希】必须满足前15位为0, 这是区块277316的难度。(来源:精通比特币)

  在比特币区块中,你找到任意一个区块的哈希值出来,会发现前面有很多的0,这其实就隐含了挖矿的难度。区块哈希前的0越多,就代表难度越大,因为生成的区块哈希必须小于目标值。

  有一个箱子,里面放着1-100个号码,让你随机抓出一个号码(挖矿),抓出来号码小于50(目标值)就中奖,说明你有50%的概率。如果这个时候把目标值调为10(挖矿难度调整),说明你有10%的中奖概率,如果再调为1,说明只有1%的概率中奖。

  道理相同:比特币通过调整挖矿难度,使区块哈希值越来越小,前面的0越来越多。

  它的出现完全是为了让人更容易理解,“比特币的挖矿难度又要增加了”,这句话说的就是这个difficulty。

  数学公式表明,挖矿难度difficulty越高,target值就越小,它们是一个倒数的关系。

  挖矿的意思就是要生成一个新的区块,而构建新区块首先就是要生成一个区块头。区块头中的字段如第一张图中所示,大部分字段都是固定好了的。

  矿工的工作就是用区块头去生成新区块的哈希值,并使它是满足一个这样的公式来的:

  对于版本号,区块高度,难度位,前区块哈希,这些字段都是已经固定的,不能改的。

  通过哈希函数原理我们已经知道了,只要有一点变化,结果就会变化很大,所以矿工只需要去穷举其中的这个nonce值就可以了。

  而区块头中的每个字段长度都是固定的,nonce字段只有4个字节,也就是nonce值取值范围是0-2^32,并不是无限大的,如果全试过了 依然没有满足目标值,这也是经常发生的,那就生成不了区块啦?

  当然不是了。如果你把其中的一笔交易撤出,暂时不打包这笔了,那就需要重新生成Merkle Root,图中的9。(一般不会这么干,少一笔交易就少一点交易费)。

  所以,矿工会在区块的第一笔交易,创币交易,也叫Coinbase交易,这笔交易是给自己发矿工奖励的特殊交易,可以在备注里加一些特殊字符,以此达到修改该笔交易的哈希值,最终修改Merkle Root的值,这等于变相的扩展了nonce的取值范围,又没有丢掉交易。

  如下图红框里就是这笔coinbase交易当中附加的一些文字,但看上去乱码是由于编码原因,有可能是中文。

  验证一个区块的合法性,包括很多项必要的检查,如:时间戳,是否指向前一区块,难度值是否满足,交易是否合法,区块大小,挖矿奖励等等。

  对于非法的区块,就直接丢掉了,但如果合法,会第一时间延长自己的链,并基于这个新的区块开始竞争下一个区块,不然又输在起跑线. 难度调整

  每隔2016个区块要进行一次较正,使出块时间维持在10分钟。2016*10分钟=20160分钟,大约2周。

  =旧的难度值*(过去2016个区块花费的总时间/20160)如果不作难度的调整,随着算力的提高,出块时间会越来越快,或者没有算力而变得特别的慢,对比特币网络都是不能接受的。这种自动调节功能,体现了中本聪的大智慧。

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