比特币挖矿揭秘：寻找神秘的哈希值

传统挖矿如采金，需准备好各种设备，才可开展工作。而比特币生产过程类似挖黄金，因此也被叫做挖矿。想生产比特币，首先需要构建一个区块头。

矿工们在完成上述信息填充后，将生成一个区块头，但比特币系统暂未承认该区块头。要使区块头被比特币系统认可，需找到本区块的哈希值，并将其广播给整个网络。当全网认可该区块后，它会被连接到现有的区块链上，形成一个新的区块链。这种反复循环的过程就称为挖矿。

简而言之，任何矿工都可进行信息填充，此时每位矿工所填写的区块都是“假区块”。当某位矿工找到了该区块的哈希值后，“假区块”变为真正的区块，得到了比特币系统的认可并获得比特币奖励。

因此，挖矿的核心在于找到本区块的哈希值，找到该哈希值的矿工将获得比特币奖励。

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实际上，找到哈希值的过程就像猜谜一般。那么该如何猜呢？

我们需要找到区块头中的Nonce的哈希值，使其小于难度目标的哈希值。难度目标是固定的，我们需要猜测的就是这个随机数Nonce。区块的哈希值就是Nonce哈希运算后的哈希值。

以277316区块为例，其难度目标为0x1745fb53，哈希计算后的哈希值为：

0x0000000000000003A30C00000000000000000000000000000000000000000000

*关于哈希计算方法，请参考《精通比特币》8.7.2章节：难度表示

我们要找到一个小于目标哈希值A的哈希值B，通过将Nonce代入公式，我们会得到一个哈希值B。将该哈希值与目标哈希值A进行比较，若小于A，则寻找到合适的Nonce。

为了便于理解，我对涉及Nonce的公式进行了简化。您还可以查阅《精通比特币》，8.7.1章节：工作量证明算法，查看原始公式。

公式如下：

听风很帅=》1ce654cf64656ba43247

听风很帅(1)=》512198e52aa12427531

听风很帅(2)=》101654c68d5321c9647

听风很帅(3)=》0cb82dq9846fa6c48647

听风很帅(4)=》0465464ce20cc21e7541

听风很帅气(5)=》14edc1cad25121e25487

()内的数字即为Nonce，公式的右侧为哈希值。通过不断增加Nonce的值并将其代入公式进行哈希运算，得出右侧的哈希值。

接下来，我们将哈希值与目标哈希值进行比较。通常我们认为A+1 < A+2，但在哈希运算过程中，A+1的运算结果可能会大于A+2。由于哈希值与其输入之间没有明显的规律，只需稍微更改输入，就会产生完全不同的哈希值。因此，我们需要不断尝试新的Nonce值，直至找到满足条件的Nonce。

通过不断尝试Nonce值，这一过程也被称为哈希碰撞，即试图找到满足条件的Nonce。

当我们尝试到924591752时，我们得到了以下哈希值：

0000000000000001b6b9a13b095e96db41c4a928b97ef2d944a9b31b2cc7bdc4

我们将该哈希值与目标值进行比较：

0000000000000003A30C00000000000000000000000000000000000000000000

左右两边0的数量相同，1小于3，表明这是我们正在寻找的Nonce。

接着，矿工将找到的Nonce值填入，并将区块添加到区块链中。之后，将区块广播给其他节点进行验证。当其他节点验证通过时，该区块将被添加到区块链中。

验证过程相对简单，只需将找到的Nonce值代入公式，即可得到相同的哈希值输出。只有相同的输入才会产生相同的输出。

比特币的挖矿需要进行数十亿次计算，以确认答案是否正确。然而，验证答案是否正确仅需一次计算。

这就是比特币的挖矿过程：不断尝试新的Nonce值，直至找到满足条件的Nonce，随后进行哈希运算，并将哈希值添加到区块中，最后广播给全网验证并获得比特币奖励。