比特币如何生成?

作者：李玉

比特币是怎么生成的?（算法）

一：block的版本 version
二：上一个block的hash值: prev_hash
三：需要写入的交易记录的hash树的值: merkle_root
四：更新时间: ntime
五：当前难度: nbits
挖矿的过程就是找到x使得
SHA256(SHA256(version + prev_hash + merkle_root + ntime + nbits + x )) < TARGET

上式的x的范围是0~2^32, TARGET可以根据当前难度求出的。除了x之外，你还可以尝试改动merkle_root和ntime。由于hash的特性，找这样一个x只能暴力搜索。

一旦你找到了x，你就可以广播一个新的block，其他客户端会验证你的block是否合法。如果你的block被接受，由于每个block中的第一笔交易必须是将新产生25个比特币发送到某个地址，当然你会把这个地址设为你所拥有的地址来得到这25个比特币。

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比特币从开始到现在的每一笔交易记录都保存在网络上，整个比特币网络维护的一个巨大的交易记录文件（现在大约12G）。 这个文件的更新周期平均是10分钟，新加入的交易记录叫做一个block，而这个硕大的文件由一串block组成，叫做block chain.

为什么是25个比特币？
这是规定。最初是50个比特币，每产生剩下比特币的一半，这个所得就会减半，这样最终能产生的比特币总量趋近于2100万。如果你现在仍然声称挖到了50个比特币，这是不会被其他客户端接受的，这个block就算白挖了。

怎么保证更新周期平均是10分钟？
TARGET越小，解出x的难度就越大，每产生2016个block(约14天)，网络会根据这段时间产生新block的平均间隔调整之后的TARGET。

是不是计算速度最快的人总是先解出来？
不是。你总是想把挖矿所得据为己有，所以每个人在计算时，发送挖矿所得的地址是不一样的，这样merkle_root就不同，也就是说每个人是从不同的初始状态开始求解的。

同时解出来怎么办？
block chain会出现分叉，部分客户端接受了A，部分接受了B，直到某个分支变得更长，所有人就会选择这个更长的分支。如果你挖出来的不幸没有被选中，你的挖矿所得就无效了。

既然选更长的分支，那我用很低的难度去求解怎么办？
客户端在众多分支中找到符合当前难度且最长的。

这些计算浪费了吗？
如果你要把一笔钱花两次，你需要这么做。挖到一个新的block，但是藏着不广播，并继续挖矿。找到商家A，支付比特币，让网络上的其他人挖到block并写入这笔交易记录。找到商家B，支付比特币，写入自己挖的block。如果你能抢先挖到两个block并广播出去，所有人会以你这个更长的分支为当前的block chain，商家A收到的比特币就不被承认了。这样攻击成功的概率取决于你计算hash的速度。整个网络的计算力足够高的话，这样的攻击或者成功率极低，或者成本极大。