比特币挖矿解析

传统挖矿需要铁锹、钻机等设备，而比特币生产过程称为"挖矿"，因为其生产过程类似于挖金。挖取比特币同样需要一系列准备工作，包括构建区块头。

区块头包含以下元素：版本号、前区块哈希、Merkle根、时间戳、难度目标和Nonce。旷工在填写这些信息后生成区块头，但此时的区块头不被比特币系统接受。

旷工需找到本区块的哈希值并广播给全网，经全网认可后将区块链接到当前区块链，形成一个新的区块链。不断重复这一过程即为挖矿。

简而言之，旷工可随意填写区块信息，但在找到该区块的哈希值之前，所有旷工创建的区块均为"假区块"。当某一旷工找到该区块的哈希值时，其"假区块"变为"真区块"，被比特币系统接受，并获得比特币奖励。

如何找到区块的哈希值？

找到区块头中的Nonce，使得哈希值低于难度目标。难度目标固定，我们需要猜测的是Nonce。区块的哈希值等于Nonce经过哈希运算后的结果。

例如，假设我们正在寻找277316区块的哈希值，难度目标为0x1745fb53，计算哈希值后为0x0000000000000003A30C00000000000000000000000000000000000000000000。

如何进行哈希计算？

查看《精通比特币》8.7.2难度表示了解更多。

为了找到一个小于目标哈希值的哈希值，我们将Nonce套入公式，得到一个哈希值，然后将其与目标哈希值比较。若运算出的哈希值小于目标值，则找到了正确的Nonce。

旷工将Nonce值不断加1，并用新的Nonce值重新计算哈希值，这个过程称为哈希碰撞，目的是找到符合条件的Nonce。

当找到符合条件的Nonce后，旷工将该Nonce值填入区块，并将区块接入区块链中，然后广播给其他节点验证。其他节点验证通过后，将该区块加入区块链中。

验证过程非常简单，只需将得出的Nonce值套入公式，再次计算哈希值。两个相同的输入将产生相同的输出。比特币挖矿需要数十亿次计算，而验证答案是否正确仅需一次计算。

综上所述，比特币挖矿是一个不断尝试不同的Nonce值，并通过哈希运算找到符合条件的Nonce值的过程。旷工将符合条件的Nonce值填入区块，然后将区块接入区块链中，并广播给其他节点验证。验证通过后，旷工将获得比特币奖励。