比特币技术进阶-工作证明与挖矿

Block头部信息的构成：

nHeight+1) % nInterval != 0) {
// 未达到周期个数，无需调节
return pindexLast->nBits;
}

// Go back by what we want to be 14 days worth of blocks
const CBlockIndex* pindexFirst = pindexLast;
for (int i = 0; pindexFirst && i < nInterval-1; i++) pindexFirst = pindexFirst->pprev;

// 计算本次2016个块的实际产生时间
// Limit adjustment step
int64 nActualTimespan = pindexLast->GetBlockTime() – pindexFirst->GetBlockTime();
// 限定幅度，最低为1/4，最高为4倍
if (nActualTimespan < nTargetTimespan/4) nActualTimespan = nTargetTimespan/4; if (nActualTimespan > nTargetTimespan*4)
nActualTimespan = nTargetTimespan*4;

// 根据最近2016个块的时间，重新计算目标难度
// Retarget
CBigNum bnNew;
bnNew.SetCompact(pindexLast->nBits);
bnNew *= nActualTimespan;
bnNew /= nTargetTimespan;

if (bnNew > bnProofOfWorkLimit)
bnNew = bnProofOfWorkLimit;

return bnNew.GetCompact();

Block字段详解

1. Version，版本号，很少变动，一般用于软件全网升级时做标识
2. hashPrevBlock，前向Block Hash值，该字段强制多个Block之间形成链接
3. hashMerkleRoot，交易Hash树的根节点Hash值，起校验作用，保障Block在网络传输过程中的数据一致性，有新交易加入即发生变化
4. Time，Unix时间戳，每秒自增一，标记Block的生成时间，同时为block hash探寻引入一个频繁的变动因子
5. Bits，可以推算出难度值，用于验证block hash难度是否达标
6. Nonce，随机数，在上面数个字段都固定的情况下，不停地更换随机数来探寻

最为关键的字段是hashPrevBlock，该字段使得Block之间链接起来，形成一个巨大的“链条”。Block本是稀松平常的数据结构，但以链式结构组织起来后却使得它们具有非常深远的意义：

1. 形成分支博弈，使得算力总是在主分支上角逐
2. 算力攻击的概率难度呈指数上升（泊松分布）

每个block都必须指向前一个block，否则无法验证通过。追溯至源头，便是高度为零的创世纪块(Genesis Block)，这里是Block Chain的起点，其前向block hash为零，或者说为空。