作者：晏文春

在之前的科普文章里，我們曾介紹過比特幣挖礦的過程：礦工通過不斷嘗試，直到找到合適的隨機數(shù)，挖出新的區(qū)塊，并獲得相應的獎勵。

有一些讀者留言希望對挖礦過程進行更詳細的介紹。在本文中，我們將從不同的角度介紹，用三分鐘讓你了解比特幣挖礦。

01、講個故事給你聽

02、比特幣挖礦就像召喚“神龍”

召喚神龍需要集齊7顆龍珠。比特幣挖礦和召喚神龍很相似，需要集齊6顆“龍珠”，才能挖出比特幣。我們先來了解一下，比特幣區(qū)塊的構造。

比特幣區(qū)塊主要由兩部分組成：區(qū)塊頭和區(qū)塊體。區(qū)塊體用來保存該區(qū)塊包含的所有交易，一個完整的區(qū)塊一般大小不超過1M。

區(qū)塊頭中包含了版本、父區(qū)塊頭哈希值（也就是前一個區(qū)塊）、該區(qū)塊中默克爾樹根的哈希值、時間戳、難度目標和隨機數(shù)（Nonce）6個字段。區(qū)塊頭的大小固定為80字節(jié)，12500個區(qū)塊頭的大小總共為1M。

請注意：讀到這里，如果發(fā)現(xiàn)這些名詞看不懂，沒關系，忽略它們，把它們當作是一顆顆”龍珠“，不會影響到你對挖礦的理解。

對于挖礦來說，收集到區(qū)塊頭里的“6顆龍珠”就有機會“召喚神龍”。6顆“龍珠”就是區(qū)塊頭中的6個字段，“神龍”就是挖出的新區(qū)塊，你對“神龍”許的愿望就是比特幣獎勵，包括創(chuàng)建新區(qū)塊的獎勵和該區(qū)塊中所含交易的手續(xù)費。

我們先來了解一下比特幣挖礦的6顆“龍珠”分別是什么，容不容易得到？6個字段中，除了隨機數(shù)需要不斷嘗試尋找，其他的5個字段都是很容易獲得的。

1、版本字段：用來跟蹤軟件升級的版本號，可從軟件信息中獲得；

2、父區(qū)塊頭的哈希值：父區(qū)塊被挖出后，其區(qū)塊頭哈希值就確定了，也很容易得到；

3、該區(qū)塊中默克爾樹根的哈希值：當一個區(qū)塊包含的交易確定后，這個字段也就確定了；

4、時間戳：指該區(qū)塊產生的近似時間，也是確定的；

5、難度目標：該區(qū)塊工作量證明算法的難度目標，系統(tǒng)給出的，同樣是確定的；

也就是說，在區(qū)塊頭中的6顆“龍珠”中，有5顆是很容易獲得的，并且是相對確定的。只有第6顆“龍珠”——隨機數(shù)（Nonce），是個不確定的、需要礦工不斷嘗試尋找的變量。

只有找到合適的隨機數(shù)，才能召喚出“神龍”——挖出新的區(qū)塊，獲得比特幣獎勵。

什么樣的隨機數(shù)才是合適的呢？對區(qū)塊頭的6顆“龍珠”進行哈希運算，如果結果小于或等于系統(tǒng)給定的難度目標值，那么這個隨機數(shù)就是合適的，成功“召喚神龍”——挖出新的區(qū)塊，并獲得相應的比特幣獎勵。這就是比特幣挖礦的過程。

03、小結

讓我們來總結一下：比特幣挖礦和《七龍珠》中的召喚神龍類似，需要集齊6顆“龍珠”才能成功召喚神龍。

在這6顆“龍珠”中，有5顆是很容易獲得的，只有第6顆——隨機數(shù)，需要礦工不斷嘗試尋找。只有找到合適的隨機數(shù)，也就是對區(qū)塊頭中的6顆“龍珠”整體進行哈希運算，得到的結果小于等于難度目標值，才算挖出新的區(qū)塊，獲得相應的比特幣獎勵。

相比于集齊7顆龍珠才能召喚神龍，集齊6顆“龍珠”才能召喚比特幣，你覺得哪個更難呢？快來留言區(qū)寫下你的思考吧。

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