无法回答？别说你懂区块链

关于比特币区块的生成和工作流程，我们都知道：

一群人参与区块的计算，最先计算区块哈希值的人会将自己计算的哈希值广播给其他人。其他人在自己的矿机上验证，如果值正确，则该区块链接到前一个区块，并奖励最先计算哈希值的人一定数量的比特币。

我想问三个问题：

1.算力不如别人，何不提前开始计算下一个区块呢？

2.如果前一个区块的随机数是0X1234567，为什么不继续0X1234567呢？

3.既然矿工在找一个随机数，那么有矿工在1分钟左右找到那个随机数吗？

如果你能回答，你可以关闭这个页面。真的，时间太宝贵了！

比特币的白皮书很神秘比特币骰子算法，读起来像嚼蜡。我尝试用一​​些通俗易懂的语言和例子来剖析一个比特币区块的来源，这就是工作量证明背后的原理。当然，你仍然需要大约 10 分钟的耐心阅读，才能更清楚地理解这个关于区块链的重要知识点。至少，如果你出去强迫你，你不会被骂。

开始，我们先来了解一下block的结构：

我们常说一个区块就像一个盒子，里面包含了一条交易信息。因此，在大多数人的想象中，区块链就像一排按顺序处理过的盒子！然而，我们所见过的货物纸箱都会有一个标签，而在区块链世界这个标签被称为“区块头”。

我们在BTC.com的搜索框输入10000，弹出的页面是10000号区块的详细信息，注意！摘要是我们想象中的“区块头”中包含的信息。一笔交易就是一笔转账交易的记录。

好的，恭喜！之前知道“块是盒子”，现在知道“块是带标签的盒子”，label = block header。

上面红框中的Nonce=0x7fe05d3a，没错，就是传说中的随机数，看起来没那么复杂，但是为什么这么难找呢？

其实随机数并不是我们要找的，我们要“传递”这个随机数来计算右边区块的hash（准确的说应该叫区块头hash，因为hash其实和交易信息无关）

0000000099c744455f58e6c6e98b671e1bf7f37346bfd4cf5d0274ad8ee660cb

这是我们最终会得到的真实结果，随机数只是计算哈希时的一个因素，仅此而已！

矿工计算时需要用到的数据如下：

A.上一个区块的哈希

B.Merkel 树哈希

C.时间戳

D.难度目标值

E.Nonce 随机数

这些概念需要分别解释：

A.上一个区块的哈希

现在块号是10000，所以上一个块的号是9999。从上图可以看出，上一个块的hash是

00000000fbc97cc6c599ce9c24dd4a2243e2bfd518eda56e1d5e47d29e29c3a7（BTC.COM 可查询）

B.Merkel 树哈希

当前区块包含的所有交易信息的索引，

这里有一个不太相关的知识点说一下：虽然单个交易消息的hash也是32字节，但是默克尔树的hash值始终是32字节，我们可以把它作为交易信息的索引。

作为一个不恰当的类比，我们可以将上述结构想象成一棵祖传树。我们的头根是“孙子”，第二行是“父亲”和“母亲”，第三行是“祖父”、“祖母”、“祖父”和“祖母”。看！我们只需要用“grandson”这两个词来查找其他两个词，我们不需要记录默克尔树根中的所有名字。这样做的好处是不会造成数据太大，也便于检索。每笔交易！

如果你认真好学，你一定会发现为什么第三排第三排和第四排一样？我在重复吗？不，默克尔数遵循偶数原则。当区块中包含奇数时，默克尔数会自动复制一条交易记录的代码。所以有两个“事务C”

C.时间戳

时间戳是当前时间hash后的字符，很好理解，不多说。

D.难度目标值

还是掷骰子的例子，两个骰子。

一开始我们只需要滚动少于 12 点，这很容易。如果比特币网络将难度值调整为2。那么我们要扔的概率变小了，扔的次数增加了，相对难度肯定会增加！

至于这个数值背后的计算方法，这里不再赘述。我们可以想象难度值是一个水龙头，它是一个控制比特币出块速度的值。通常，它的规则只是不断变化！矿工需要计算的哈希值必须小于这个难度值才能批准区块。

此时需要提醒一下，矿工在创建区块时必须有【最后一个区块哈希值】（创世块除外）【默克尔交易参考】【时间戳】。 【难度目标值】！没有前一个区块的hash，就像一辆没油的车，无法启动！

E.Nonce 随机数

我们来看看0x7fe05d3a，这个数字似乎不太难。我们用彩票来比喻

抽奖号码包括：

1.2.3.4.5. 6.7.8.9.1< @0.11.12.13.14. 15.16.17.18.19.2<@0.21.22.23.24.25.26. 27.28.29.3<@0.31.32.33.34.3< @5.36

哈希值包括：

1.@ >2.3.4.5.6.7.8.9.a.b.c.d.e.f.g.h.i.j.k.l.m.n.o.p.q.r.s.t.u. v.w.x.y.z

是双色球的中间概率，找到一个块所需的随机数哈希值低于赢得一组500万个双色球的概率。我们只需简单地将其想象为数字和字母的随机组合即可。

敲黑板，

敲黑板，

敲黑板，

有了以上共识，我们开始回答前三个问题比较容易

A代表.前一个区块的哈希

B代表.Merkel树哈希

C代表.timestamp

p>

D代表.难度目标值

E代表.Nonce随机数

1.如果算力不如别人，为什么不提前开始计算一个块呢？

回答：了解了区块头之后，我们就知道找到随机数的前提是什么比特币骰子算法，包括

A+B+C+D 4条数据

但是，如果不知道前一个区块的哈希值，下面的数据是无法计算出来的。

一个未知数？

B 是已知的（假设=2）

C 是已知的（假设=3）

D 未知？

E 未知？

A+2+3+D+E=Y,

什么是E，它是什么？很明显，如果你在演艺界问这个问题，你会被打败的！

2.如果最后一个随机数是 0X1234567，为什么不继续 0X1234567？

每个区块的初始值为0，矿工的第一个随机数为0。一个计算公式是对**(A+B+C+D+0）的结果进行hash，然后hash ，如果当前哈希结果未能满足目标难度要求（这是矿工第一次计算），那么矿工将逐渐将（A+B+C+D）的值加1，继续进行哈希计算！

同时，我们知道每个区块的哈希、交易数据、难度都不一样！即使是同样的难度值，交易数据和时间戳也是不一样的，出来的hash值肯定是不一样的。看上图，只是在A+B+C+D后面加了一个1，hash结果就完全不一样了，完全没有规律可言。那么，如果对当前的随机数进行倒计时，大多数情况下计算方向可能是错误的。

3.既然矿工都在找随机数，那么有矿工吗？ 1分钟左右找到随机数怎么样？

答案是肯定的！结果是后面的区块难度会相应增加，比特币网络会自动调整难度值，尽可能将每个区块的生成时间平衡到10分钟左右！难度值是比特币区块的智能点击！

再补充一个问题，为什么叫工作量证明？它不叫随机数证明吗？因为其他矿工可以根据你得到的值，通过统计估计这个数字的难度值，所以他们可以知道找到这个 Nonce 随机数需要做多少工作，命名为“工作量证明”。

—结束—

生活就像区块链，

每天都是一个街区，

在昨天的区块中，事情无法改变，

今天的区块哈希正在计算中，

明天的区块无法提前计算。