比特币合并挖矿的原理是什么？

namecoin和dogecoin如何实现的合并挖矿?
利用Auxiliary Proof-of-Work (AuxPOW)实现Merge Mining。

以Namecoin的merge mining为例：

bitcoin作为父链（Parent blockchain), namecoin作为辅链（Auxiliary blockchain)。父链不需要知道辅链的存在；而辅链需要有协议来支持复用父链的POW结果（AuxPoW)。

目标：需要实现只计算 H = Hash256(bitcoin header)。 当H符合Bitcoin的难度要求时，那么就挖出BTC，而符合Namecoin的难度要求时，那么就挖出NMC。

原理：Bitcoin的block中，由于coinbase这一交易的脚本中可写入任意自定义数据，那么通过写入规定格式的数据，Namecoin的链可以解析并认可父链计算出的Hash值。

实现方法：

1. 父链端的工作量较小，只需在bitcoin block的coinbase的scriptSig中插入如下格式的数据（44字节）：

uint32_t magic; // 0xfa, 0xbe, 0x6d, 0x6d

uint256 nmc_block_hash; // 当前namecoin的block hash

int32_t merkle_size; // aux work merkle tree的大小，只有一个辅链时设置为1。

int32_t merkle_nonce; // 只有一个辅链时设置为0

2. 辅链需要做很多额外的工作，在namecoin的block header后依次附加：

（1）父链的coinbase的交易数据；
（2）附加Hash256(btc_block_header)；
（3）包含有coinbase tx的父链的Merkle tree分支；（不需要全部的交易数据，只需构建merkle tree所需的必要位置的HASH值即可，最后需要附上一个标记来注明左右次序）
（4）当有多个辅链时的其他分支；
（5）父链的block header;
（6）Namecoin的交易数据。

合并挖矿需要另一种币支持所谓的Auxiliary PoW, 这样的币的区块链里实际是有两种区块的,一种是正常的PoW,另一种是AuxPow, 当你收到一个AuxPow的区块时,校验方式也是不同的.

以Namecoin为例, AuxPow的区块包括:
1. Namecoin的区块头
2. 修改过的Bitcoin的coinbase transaction
3. 来自Bitcoin的区块头的Hash
4. Merkle branch
5. 来自Bitcoin的区块头
6. Namecoin的transaction

2到5都是AuxPow区块特有的. 普通的PoW区块只需要计算1的Hash, 而这里我们首先看3是否满足当前的难度, 然后验证这个AuxPow确实是合并挖矿得到的. 接下来我们首先先检查2中插入coinbase的scriptSig中的字符串是否正确, 然后由2和4我们计算出合并挖矿时Bitcoin区块的Merkle root, 和5中对应的字段比较就可以知道2这个transaction确实在这个Bitcoin区块中.

合并挖矿在Bitcoin这边来看只是多了些coinbase略奇葩的区块, 可以找一些合并挖矿的矿池挖到的区块查看其中的coinbase transaction
如 Bitcoin Transaction f64b6ca180e5897aa99f297090e5b25fb32f8fc305c0d870c60037db2be95b48
其中包含merged mining的标识"mm" (0x6d 0x6d)

本文节选自:http://www.zhihu.com/question/25401169