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挖礦從入門到精通(三):POW挖礦邏輯過程_比特幣

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POW挖礦本質就是構造符合要求的區塊并進行驗證的過程。本期教程將通過介紹比特幣區塊的結構與其打包,驗證過程來解釋POW挖礦的邏輯過程。

區塊結構

2019-09-1914:49:20爆出的比特幣區塊來自:BTC.com

比特幣區塊分為四部分,區塊頭Blockheader,區塊大小Size,區塊交易數Txcounter,以及交易列表。

YouSwap新增FDT/WHT流動性挖礦:據官方消息,YouSwap將于9月13日18:00(UTC+8)于HECO多挖區新增開啟FDT/WHT流動性挖礦,用戶可以通過質押FDT/WHT?LP獲得FDT。截至9月13日13:00,YouSwap累計交易總額達137007011 USDT,累計挖礦總產值2301791USDT。[2021/9/13 23:21:13]

區塊頭內包含六個字段,Version,PrevBlock,MerkleRoot,Time,Bits,Nonce。

火幣礦池將上線DeFi挖礦專區,鎖倉USDT/ETH/BTC享DeFi流動性挖礦獎勵:據火幣礦池官方消息,火幣礦池將于9月11日16:00(GMT+8)上線DeFi挖礦專區, 用戶可質押USDT、BTC、ETH享DeFi流動性挖礦獎勵。火幣礦池將每天按照實際收益給鎖倉用戶空投獎勵,用戶無需再承擔鏈上操作產生的gas費用。

首期鎖倉活動將于9月11日16:00 (GMT+8)開啟,詳情請查看官方公告。[2020/9/10]

區塊打包過程

具體過程如下:

從未確定交易池中選擇交易,通常盡可能多的優先選擇手續費高的交易。

BTC減半倒計時|金色財經挖礦收益播報:金色財經報道,據OKEx礦池數據顯示,下一次BTC減半日期預計為2020年5月14日,今天距此還有50天。BTC當前塊高622716,下一次減半塊高630000。

今日全網算力約95.85EH/s,全網難度約16.55T,預測下次難度14.40T(-13.02%),距離調整還剩還有2天,今日BTC收益:0.00001520BTC/T/天。[2020/3/24]

構造coinbase交易,計算打包交易中的挖礦手續費,與coinbase獎勵一起發送到打包礦工的地址。

由打包交易與coinbase交易得到區塊結構中的區塊大小,區塊交易數與交易列表。

對所有交易進行hash運算,得到MerkleRoot。

行情 | 6月初至8月初ETC/USD價格與ETC挖礦難度起伏一致:據ETC官方消息,6月初至8月初,ETC/USD價格與ETC挖礦難度起伏一致,但8月初比特幣ETF被推遲后,兩者走勢開始出現分離,ETC挖礦難度逐漸增加,ETC/USD價格大幅下降后小幅波動。[2018/8/20]

自行填寫Nouce,由當前環境填寫Version,PrevBlock,Time,Bits,與得到的hashMerkleRoot一同構成區塊頭。

區塊頭與區塊大小,區塊交易數與交易列表就構成了一個比特幣區塊。

打包一個比特幣區塊,礦機一瞬間就可以完成,但是比特幣主鏈只會允許符合難度要求的區塊進行廣播,那么如何驗證區塊是否符合難度要求呢?

區塊難度驗證

20190919比特幣難度情況來源:BTC.com

驗證過程為:區塊打包成功后對區塊中的區塊頭進行hash運算,將運算結果與當前全網難度比對,若運算結果小于全網難度,則成功廣播。但如果運算結果大于全網難度,則需要重新構造區塊頭再次循環。

由于hash算法的不可逆性質,礦工只能挨個去嘗試改變區塊頭的構造來滿足難度要求,算力越大,滿足難度要求的可能性就越大,這就是POW工作量證明機制。

礦工需要不斷改變區塊頭的信息,使得SHA256D<全網難度,那么在第一次驗證失敗后如何更改區塊頭信息呢?

區塊頭中的數據,Version,PrevBlock,Bits,Time在同一時刻是一定的,不會發生變化。礦工能夠修改的部分為Nonce和MerkleRoot。

Nouce是一個四個字節的隨機數,可能取到的值有2^32個。在早期使用CPU與GPU進行比特幣挖礦時,礦工只需要通過改變Nonce的值來重新構造區塊頭從而得到新的SHA256D。

MerkleRoot是對區塊內所有交易進行hash運算的256位hash值,改變coinbase的輸入信息和改變交易排列順序都可以改變MerkleRoot從而改變區塊頭得到新的SHA256D。

ASIC礦機出現后,Nonce提供的2^32可能取值無法將爆塊時間控制在10分鐘,故現階段礦工通過修改Nonce和MerkleRoot兩種方式來重構區塊頭。

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