比特币挖矿算法如何挖矿更快

目录

1 基本数据

2 挖掘算法

3个案例分析

4 为什么挖矿过程会计算两次哈希值？

5 参考文献

比特币目前使用的共识机制是POW，使用的挖矿算法是SHA2-256。比特币白皮书中的 POW 算法受到 Hashcash 的启发。 Hashcash 的主要目的也是为了防止垃圾邮件和 DDOS 攻击。

1 基本数据

总发行量：2100 万。

新块生成周期：约 10 分钟。

挖矿难度调整周期：每2016个区块，约2周。

挖矿奖励：比特币挖矿奖励来自两部分：

创世区块奖励50个比特币，未来每210,000个区块减半，每4年调整一次。已经两次减半，目前挖矿奖励为 12.5 个比特币。

每笔比特币交易都必须向矿工支付一定数额的费用。该设置是为了防止恶意节点发送大量垃圾交易对比特币网络进行DOS攻击。

2 挖掘算法

挖矿参考算法：挖矿算法为SHA256。在挖矿过程中，矿工对比特币的 80 字节块头数据进行两次 SHA256 运算，运算结果是一个 256 位（32 字节）的字符串。通过与当前难度值进行比较来判断当前区块是否合法。即满足以下条件：

SHA256(SHA256(block_header))<难度

如果不满足以上条件，则需要改变区块头中的随机值，或者使用随机数据填充coinbase交易，这样就可以改变区块头中的数据来找到满足的区块条件。这就是 PoW 机制的本质。单向功能用于强制矿工不断尝试随机数以找到符合条件的区块，完成一定的计算量，保证系统的安全稳定。

3个案例分析

为了更好的理解比特币的挖矿算法，以一个实际的区块数据为例。

先获取块号为100000的块的原始数据，即可获取：

1

2

3

4

5

6

可以发现币快报怎挖矿，经过两次SHA256运算得到的结果是第100000块的哈希值。

4 为什么挖矿过程会计算两次哈希值？

从前面的描述我们知道，在比特币挖矿的过程中，需要对80字节的区块头数据进行Double_SHA256运算。那么为什么要哈希两次呢？比特币挖矿算法中使用的哈希算法是 SHA2-256，在设计上与 SHA-1 类似。 2005年，王晓云团队在密码学会议上正式宣布，在O(2^69)时间复杂度内可以找到一组碰撞币快报怎挖矿，远低于O(2^80)的理论安全值。使用双重哈希运算可以在一定程度上增强SHA-1的安全性。中本聪在设计比特币挖矿算法时，可能也是基于同样的考虑，虽然理论上并没有攻击SHA2-256算法，为了降低生日攻击的威胁，区块头数据需要对SHA2-256算法进行两次操作。

5 参考文献

Hashcash：选择双哈希作为挖矿算法的原因分析。

SHA-1：介绍SHA-1算法并列举SHA-1算法的破解过程。

----------