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一个经典的故事,让你3分钟搞懂比特币挖矿

admin 2019-01-15

作者 | 晏文春
出品|白话区块链

在之前的科普文章里,白话区块链介绍过比特币挖矿:矿工通过不断试错,直到找到合适的随机数,新的区块被挖出,得到对应的区块奖励和交易手续费奖励。

有部分小伙伴在后台留言,希望能更具体的介绍一下挖矿的过程。今天白话区块链就换一个角度来介绍,让你三分钟搞懂比特币挖矿。

01

讲个故事给你听

这是一个远古的传说,世界上散落着7颗龙珠,谁集齐这7颗龙珠,并念出咒语,就能召唤神龙;神龙会实现他的一个愿望。神龙在实现愿望后,7颗龙珠便会自动飞散,变成石头,一年后才可再次使用。没错,这个故事来自大家耳熟能详日本著名动漫《七龙珠》。只要能看懂这个故事,就能搞懂比特币挖矿。不信,咱走着瞧??,

02

比特币挖矿就是召唤“神龙”

召唤神龙需要集齐7颗龙珠。比特币挖矿和召唤神龙很相似,需要集齐6颗“龙珠”,才能召唤出比特币。

我们先来了解一下,比特币区块的构造。

比特币区块主要由两部分组成:区块头和区块体。区块体用来装载该区块打包的所有交易,一个装载满交易信息区块,其大小一般不超过1M。

▲区块结构简易示意图

区块头里包含的信息有版本、父区块头哈希值(也就是前一个区块)、该区块中默克尔树根的哈希值、时间戳、难度目标、随机数(Nonce)6个字段。区块头的大小是固定的,只有80字节,12500个区块头容量大小也只有1M。

请注意:读到这里,如果发现这些名词看不懂,没关系,忽视它们,把它们当成是一颗颗”龙珠“,不会影响到你对挖矿的理解。

▲区块头结构简易示意图

对于挖矿而言,收集到区块头里的“6颗龙珠”就有机会“召唤神龙”。6颗“龙珠”就是区块头里的6个字段,“神龙”就是挖出的新区块,你对“神龙”许的愿便是比特币奖励,包括创建新区块的奖励及该区块中所含交易的交易费。

我们先来了解一下比特币挖矿的6颗“龙珠”分别是什么,容不容易得到?

6个字段中,除了随机数需要不断试错寻找,其他的5个字段都是很容易获得的。

1、版本字段:是用来跟踪软件升级的版本号,可自动从软件信息得到;

2、父区块头的哈希值:父区块被挖出后,其区块头哈希值就确定了,也很容易得到;

3、该区块中默克尔树根的哈希值:当一个区块打包的交易确定了,这个字段也就确定,So Easy;

4、时间戳,是指该区块产生的近似时间,也是确定;

5、难度目标:该区块工作量证明算法的难度目标,系统给出的,同样是确定的;

也就是说,区块头中,6颗“龙珠”中的5颗是很容易获得的,并且是相对确定的。只有第6颗“龙珠”——随机数(Nonce),是个不确定的、需要矿工不断试错寻找的变量。

只有找到了合适的Nonce,才能召唤出“神龙”——挖出新的区块,得到比特币奖励。

什么是合适的随机数呢?对区块头里的6颗“龙珠”取哈希值,如果这个值小于或等于系统给定的难度目标值,那么就算是找到了合适随机数,就能成功“召唤神龙”——挖出新区块,得到比特币奖励。这就是比特币挖矿的过程。

03

小结

我们来总结一下:比特币挖矿和《七龙珠》里召集神龙类似,集齐6颗“龙珠”就有机会“召唤神龙”。

6颗“龙珠”中,其中5颗很容易得到,只有第6颗——随机数,需要矿工不断试错寻找。直到找出合适的随机数,也就是对区块头里的6颗“龙珠”整体进行哈希运算,得到的值小于等于难度目标值,才算挖出新的区块,得到相应的比特币奖励。

相比于集齐7颗龙珠能召唤神龙,集齐6颗“龙珠”能召唤比特币,你觉得哪个更难呢?
来自: 白话区块链
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