既是骗局又不是骗局的区块链浅谈

1.

概述

PoW，全称Proof of Work，翻译为工作量证明，是一种共识机制，俗称为挖矿。大部分公链，例如比特币、以太坊等，均采用PoW作为共识机制，根据矿工们的有效工作量，来进行加密货币的利益分配。

2.

区块链

区块链是一个去中心化的点对点网络（Peer to Peer，简称P2P，BT下载也是这项技术的一种应用）。用户在区块链上发起交易，经过矿工的挖矿过程，使得交易广播到全网，并永久固定在区块链上，所以在区块链上的交易是匿名的、安全的。矿工也因此获得挖矿奖励，例如比特币、以太币等加密货币。

3.

SHA256算法

3.1 简介

任意一个字符串，经过SHA256算法计算之后，得到一个固定的64位hash值，例如：sha256（123456）=

8d969eef6ecad3c29a3a629280e686cf0c3f5d5a86aff3ca12020c923adc6c92

3.2 改变参数

如果输入的字符串发生微小的变化，那么输出的hash值将会发生彻底的变化，得到完全不一样的Hash值，例如：

sha256（123457） =

54b688a517f7654563a6c64d945a3670880a4c602ec67a065bbebbcd2b22edd5

3.3 前导0

hash值的“前导0”是指，64位的hash值从前面数有几个连续的0，例如：

0000c83c308f36165d28b88a33f14af36f2ec44d6373bae55d2796644ea35e9d，我们称这个hash值有4个“前导0”；

挖矿所需的“前导0”的数量越多，挖矿难度越大。

4.

矿工

从新闻报道中我们可以看到，在一些矿场，成群的计算机夜以继日地工作，才能挖到一些比特币。我们都知道，计算机的功能就是运算，那这些计算机究竟在算什么呢？有这么多矿工，区块链如何判定把比特币分配给谁呢？

4.1 比特币区块链hash值的参数

比特币区块链hash值是由index, previous block hash, timestamp, block data 和 nonce 作为参数，根据SHA256算法计算得到的

4.2 参数解释

参数1：index 是当前区块的编号，已知

参数2：previous block hash 是上一个区块的hash值，已知

参数3：timestamp 是当前时间，已知

参数4：block data 是要打包的交易信息，已知

参数5：nonce 是可变随机数，未知

4.3 挖矿过程

我们可以看到，前4个参数都是已知信息，只有nonce是可变的，所以，挖矿的过程就是，不断变化nouce值，然后计算hash值，观察计算得到的hash值是否符合某个特征，比特币区块链要求的特征是前面有一定数量的“前导0”。

如果符合特征，则本次挖矿成功，立即向全网广播计算结果，其他节点同步区块信息并确认无误后，则放弃本次挖矿，立即开始下一次挖矿。本次挖矿成功的节点会收到比特币区块链生成的比特币奖励，本次计算中的参数和hash值被永久写入区块链。

注意第4个参数blck data就是该节点收录的未确认交易信息，随着本次挖矿成功，这些未确认交易被成功写入区块链，也就是说，这些交易被确认了。这就是为什么我们说区块链是一个公开的分布式账本，挖矿+记账完美结合。

5.

矿工费

我们在第4节提到，挖矿成功后，会将本次挖矿所用的block data永久写入区块链，block data里是一些交易信息（可能有成百上千条），例如：张三给李四转账1.25个比特币。矿工通过PoW机制确认了这些交易，所以，发起交易的人理应支付一些手续费给矿工，这种手续费就被称为矿工费。

用户在区块链上发起交易时，需要确定给多少矿工费，这个值可以自己设定，根据当前区块链的繁忙程度，通常几毛到几块的额度即可。

如果支付的矿工费太少，则会导致交易长时间无法确认（甚至可能导致交易失败），所以要给一个合适的矿工费。一般来说，交易软件会提示一个合适的矿工费金额。如果想要快速成交，可以适当多给一些矿工费，这样你的交易就会被优先打包。

挖矿成功后，本次被确认的所有交易的矿工费会自动支付给挖矿成功的矿工。

6.

挖矿

我们在第4节提到，比特币区块链要求的hash值特征是前面有一定数量的“前导0”。比特币区块链规定，每10分钟左右产生一个区块，为了维持这一速度，比特币区块链每产生2016个区块（大约2周）会根据过去的2016个区块的算力情况来调整有效hash值要求的“前导0”的个数，例如，截止发稿时（2018年12月3日19点30分），最新的区块是Block #552381，这个区块的有效hash值是00000000000000000011638c6b7c0c2b8741a6f09ab020099ca17d5a88ac3d11，居然有18个“前导0”，可以看出，挖矿难度很大，但是找到这个hash值的矿工也将获得丰厚的回报，他将获得比特币区块链奖励的12.5个BTC加上该区块中所有交易的矿工费0.247个BTC，总计12.747个BTC，截止发稿时，价值为366,000RMB。