正文

一个经典的故事，让你3分钟搞懂比特币挖矿

白话区块链2019-01-15 23:42:10

在之前的科普文章里，白话区块链（ID: hellobtc）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。 640.webp (9)

▲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。 640.webp (10) ▲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。