bitcoin mining详解

mining总共可以分为两种，一种是：Solo Mining；一种是：Pool Mining

Solo Mining

如下图所示，solo miner 使用bibtcoind来从网络上面来拿到新的交易。 通过使用getblocktemplate 这个RPC命令去定期轮询bitcoind来获取新的交易。

Solo Mining.png

挖矿的时候，首先去构造一个80字节的块头结构。 之后遍历块头中的nonce字段来生成与其对应的hash值。

挖矿的时候，我们需要两个点，一个是去构造coinbase，另一个是回填块头结构的nonce值。当块头结构构造好之后，就会返回给client端。

上述过程也就是去折腾80字节的块头结构：

  // header
    int32_t nVersion; //4 byte
    uint256 hashPrevBlock;//32 byte
    uint256 hashMerkleRoot;//32 byte
    uint32_t nTime;//4  byte
    uint32_t nBits;
    uint32_t nNonce;

solo mining简单来说就是，我一个人单干，挖到的就全是我的，但是截止目前，相对而言这种挖矿的形式不如Pool Mining的效益高，毕竟众人拾柴火焰高，这本来就是一个概率问题，所以只能说是相对而言

Pool Mining

Pool Mining.png

这种挖矿的形式就是我每一个人贡献我自己的算力，然后大家的算力加起来，合成一个矿池，现在由我矿池统一挖矿，挖到块之后，按照大家算力的百分比分成。

上面我们提到了，挖矿就是折腾那80字节，现在我们具体看看怎么折腾。

nVersion

4 字节的nVersion字段，这个我们可以认为它是不变的，为什么这么说，因为这个字段只有在进行升级时候才会改变，平时没事也不升级啊。

hashPrevBlock

32字节的hashPrevBlock字段，这个是不变的，它是由前一个区块确定的，你没办法改变它。

nBits

4字节的nBits字段，这个也基本是不变的，它由全网的算力决定，每2016个块才会进行一次难度调整，调整的算法是固定的。

上述三个字段我们基本认为不会变，也就是在构造80字节的块头的时候，和你们没什么大的关系。

nTime

4字节的nTime，这个字段是可变的，但悲哀的是，蹦跶的范围不大，理论上是允许后一个区块的区块时间略早于前一个区块时间，所以看到你的“父亲”出生的比你晚不必要惊讶，全网太大了，网络稍微有点延迟，这个东西也没办法避免，一般来说，矿工会直接使用机器当前时间戳。

nNonce

4字节的nNonce，这个字段好好唠唠，一个字节8位，4字节32位，所以，它能提供2的32次方的寻址范围。在CPU和GPU的挖矿时代，这个字段也就足够用了，所以当时候都是去迭代遍历这个nNonce字段，算出来复合要求的值，回去填充块头。但是随着算力的提升，4GB的寻址肯定不够用了，怎么办呢？

hashMerkleRoot

32自己的hashMerkleRoot字段，merkle tree具体的作用就不在这里展开说明了，该字段是矿工构造的coinbase加上这个块打包进来的所有交易，算出来的一个32字节的hash‘值，只要包括coinbase字段在内的所有交易有任何风吹草动，该字段都会不一样。32字节啊，也就是说提供了2的256次方的寻址可能，目前世界上现存的所有算力全部加起来也算不完吧，如果量子计算落地，另当别论。

综上所述，挖矿流程我们可以简单总结如下：

1. 构造coinbase交易
2. 构建Merkleroot
3. 构建区块头