经典故事，3分钟让你了解比特币挖矿

作者| 严文纯

出品 | 白话区块链（ID：hellobtc）

在之前的科普文章中，白话区块链（ID：hellobtc）介绍了比特币挖矿：矿工不断尝试比特币最早是怎么挖矿的，不断犯错，直到找到一个合适的随机数，挖出一个新的区块，并获得相应的区块奖励和交易费奖励。

有小伙伴在后台留言比特币最早是怎么挖矿的，希望更详细的介绍挖矿过程。 今天，白话区块链就换个角度介绍一下，让你三分钟看懂比特币挖矿。

01

给你讲个故事

这是一个古老的传说。 世界上散落着 7 颗龙珠。 谁集齐7颗龙珠并读懂咒语，谁就可以召唤神龙； 龙会实现他的一个愿望。 神龙如愿后，7颗龙珠会自动飞走，变成石头，一年后可以再次使用。 没错，这个故事出自日本知名动漫《龙珠》。 只要你能看懂这个故事，你就能理解比特币挖矿。 不信我们拭目以待

02 比特币挖矿就是召唤“龙”

要召唤神龙，您需要集齐全部 7 颗龙珠。 比特币挖矿与召唤龙非常相似。 您需要收集所有 6 个“龙珠”才能召唤比特币。

让我们首先了解比特币区块的结构。

一个比特币区块主要由两部分组成：区块头和区块体。 区块体用于加载区块中打包的所有交易。 一个充满交易信息的区块体，大小约为1M（为了便于理解，我们以最原始的1M限制为例，目前往往超过1M）。

▲块状结构简单示意图

区块头包含的信息包括版本、父区块头（即前一个区块）的哈希值、区块中Merkle树根的哈希值、时间戳、难度目标、随机数数字（Nonce）6个字段。 区块头的大小是固定的，只有80个字节，12500个区块头的容量只有1M。

请注意：看完本文，如果您觉得这些名词看不懂，没关系，无视，当成“龙珠”看待，不影响您对挖矿的理解。

▲块状结构简单示意图

挖矿方面，集齐区块头中的“6颗龙珠”，就有机会“召唤神龙”。 6个“龙珠”就是区块头中的6个字段，“龙”就是挖出的新区块。 你对“龙”的愿望是比特币奖励，包括创建新区块的奖励和区块中的所有数据。 包括交易费用。

我们先来了解一下比特币挖矿的6颗“龙珠”是什么，它们的获取难度有多大？

6个字段中，除了需要不断试错才能找到的随机数外，其余5个字段很容易获得。

1、版本字段：用于跟踪软件升级的版本号，可以从软件信息中自动获取；

2、父块头的哈希值：父块被挖出后，块头的哈希值就确定了，容易获取；

3. 区块中默克尔树根的哈希值：当打包在一个区块中的交易被确认时，这个字段也被确认，So Easy；

4、时间戳是指出块的大概时间，也是确定的；

5. 难度目标：系统给定的区块的工作量证明算法的难度目标也被确定；

也就是说，在区块头中，6颗“龙珠”中有5颗是容易获得且相对确定的。 只有第六个“龙珠”——随机数（Nonce），是一个不确定的变量，需要矿工通过反复试验找到。

只有找到合适的 Nonce，才能召唤“神龙”——挖出新的区块，获得比特币奖励。

什么是合适的随机数？ 取区块头中6个字节的hash值。 如果该值小于或等于系统给定的难度目标值，那么即使找到合适的随机数，也可以成功“召唤龙”——挖出新区块，获得比特币奖励。 这就是比特币挖矿的过程。

03

概括

总结一下：比特币挖矿类似于《龙珠》中的召唤龙。 集齐6颗“龙珠”，就有机会“召唤神龙”。

在 6 颗“龙珠”中，有 5 颗很容易得到，只有第 6 颗——随机数，需要矿工不断努力寻找。 直到找到一个合适的随机数，即对区块头中的6个“龙珠”作为一个整体进行哈希运算，得到的值小于或等于难度目标值，一个新的区块就是挖出并获得相应的比特币奖励。

机智如老手，我现在必须明白比特币挖矿是怎么回事了！ 如果你觉得不错，就试着给你的朋友科普一下吧。

▎往期话题

本文为旧文重发，内容略有调整

原文链接：经典故事，3分钟让你了解比特币挖矿

- 结尾 -

『免责声明：本系列内容仅为区块链科普介绍，不构成任何投资建议或建议。 如有错误或遗漏，请留言指出。 』

亲，据说99.9%有品位的人都点了“在看”