深入理解比特币挖矿机制

根据上一篇文章，我们对区块链有了一个近距离的了解，我们在区块链浏览器中查看了比特币的区块信息，了解区块中包含的数据。 新区块出现并连接到现有区块链末端的过程就是挖矿。 但是，挖矿需要满足一定的规则。 以比特币挖矿为例，需要不断计算哈希值。 只有哈希值符合要求，才能被比特币网络接受。

快速理解哈希算法

哈希算法可以理解为数学中的一个函数，y=f(x)，x的值不同，y也不同。 哈希函数有一个函数名叫hash，即y = hash(x)。 以算法sha256为例，无论输入值x是什么信息，它都会返回给我们一个64位的十六进制字符串。

数据为t_data1，经过哈希运算得到字符串8c3ac413b6cf949772f8b2d9aef03fa5a717a6101fd4445b9c72751c89b90f3f。

data flavor t_data2，经过hash运算，得到另一个十六进制字符串e5194345b3632a8ca9ea2a4f9607e9ffc18106e66af92e7eba016e24405c9963。

上面的程序知识看着很多字母，其实就是y=f(x)。

注意：传输的数据不同比特币难度值计算公式，哈希值也不同。 理论上是这样的。 但是，不同的数据有可能有相同的哈希值，但概率极小，而且不同哈希算法的碰撞概率也不同。 sha256只是众多算法中的多种。

哈希算法在挖矿中的应用

挖矿的过程就是计算哈希值。 我们传输的数据将生成一个散列。 但是，这个值必须满足一定的条件。 例如，在指定的64位字符串中，前10位全为0的hash满足条件，即挖矿成功。

我们交易数据生成的哈希值是固定的。 例如数据为t_data1，hash值已经固定。 这时候我们需要计算一个随机数Nonce，在区块链中调用，可以理解为一个随机数x，和我们的交易数据一起进行hash运算，比如当我们找到一个数字12345时，生成的hash结果前10位全为0，成功。

这种挖矿机制比的是算力比特币难度值计算公式，即每秒的哈希运算次数。 每个人都没有捷径。 但是，一旦计算出Nonce值，验证就非常快了。 经过计算，我们将它广播到全网。 其他 经节点验证无问题，即可上链。 所谓比特币每10分钟出一个区块，也是动态计算的。 如果全网算力增加，系统会自动调整难度值，哈希结果变小，难度增加。

Chain Explorer比特币区块信息

感受挖矿难度的变化