比特币发行与挖矿

概述挖矿的目的

1. 抢夺区块打包权
2. 验证交易事务
3. 奖励发行新币
4. 广播新区块

大家约定一个规则，按照这个规则一起比赛。 谁赢得比赛，谁就有权打包数据。 打包完成后会广播给其他人，其他人在验证没有问题后保存在自己的数据文件中。

规则 ------> 工作量证明

难度值： 一个门槛
        规定一个256位的证书，作为难度为1的目标值:
        X00000000FFFFFFF.......
        当时全网的算力，大约需要10分钟左右的运算能得到一个符合这个难度为1的值。

    0号区块的难度信息
        "nonce": 2083236893
        "bits": "1d00ffff"
        "difficulty": 1
    noce：一个随机数，挖矿计算得到
    bits: 存储难度的十六进制目标值，存储在区块头部
        源码中，用4字节，32位存储256位长度的难度目标值（压缩过）
    压缩方法：
        1. 4个字节的高位字节用来存储难度值得有效字节数
            有效字节数： 从第一个不全为0的字节开始的部分。
            约定：如果难度值有效位的最高位为1，则需要在前面补上0x00

            举例：难度为1的目标值，X00000000FFFFFFF.......（十六进制计数，没一位两个字节，所以前8个0为4字节），有四个字节长度为0，减掉这些0的长度共计32bit，剩余256-32=224，也就是28个字节，因为F转换为2进制为1111，第一位为1，所以补上0x00，因此有效位总计29个字节，29的十六进制为1D
        2. 另外3个字节中存储的是目标值有效位的最高3个字节，此时目标 值有效位前面已经加上2个0，因此最高3个字节为0x00FFFF,合起来压缩后的值就是0x1D00FFFF
    此4个字节前2位通常为幂或指数，后6位为系数：目标值 = 系数*2^(8*(指数-3）)次方
        难度值：差不多两周调整一下新的难度值，算力在增加。为了维持差不多10分钟出一个区块，难度要跟随算力变化而调整。
        难度值会越来越大，目标值会越来越小，目标值越小越难挖矿。
    新的难度值 = 当前难度值*（最近的2016个区块的实际出块时间/2016分钟）

挖矿计算

1.挖矿的计算公式：
    SHA256(
        SHA256(version + prev_hash + markle_root + ntime + nbits + nonce)
    ) < TARGET

    TARGET: 难度目标值，如果计算出来的值小于这个值，就算挖矿成功
    各名词解释：
        version : 区块的版本号
        prev_hash: 前一个区块的哈希值
        merkle_root: 准备打包的交易事务哈希树，也就是梅克尔根
        ntime: 区块时间戳
        nbits: 当前难度
        noce: 随机数
    以上为去块头组成部分。

采矿理念

挖矿是一个反复计算区块头的哈希值，不断修改参数，直到匹配难度目标值的过程。 多个节点同时匹配，以链条最长者为准。 交易

挖矿奖励作为交易包含在大宗交易中，相当于系统转给矿工一笔比特币。 一般位于第一个区块。挖矿奖励规则

第一个区块创建于 2019 年 1 月，每 210,000 个区块（约 4 年）产量减半。 到2140年，将发行所有比特币（20999999.98）比特币钱包

比特币地址生成过程：

核心钱包比特币挖矿核心，轻钱包

核心钱包：完成交易验证，余额是否充足，是否双花。

与核心客户端一起，您可以创建钱包地址，发送和接收比特币，加密钱包，备份钱包 SPV 钱包

一般流程：

1.下载完整的区块头数据，区块头包含区块的Merkle根------>SPV方法依赖于它

2.计算待验证支付的交易哈希值taHash

3.找到taHash所在的区块，验证所有区块的区块头是否包含在账本数据中

4. 获取区块中计算Merkle根所需的哈希值

5.计算默克尔根

6.如果计算结果等于区块的Merkle根，则支付交易存在

7. 根据区块高度，也可以判断交易收到了多少个确认

注意：您只能看到当前支付交易是否已经发起，并不能保证这笔交易最终会进入主链。 需要等待核心节点对交易进行全面验证，矿工打包成块后进入主链。 管理多个私钥的钱包技术（Hierarchical Deterministic Wallets (HD Wallets)）

特点：使用随机数对私钥求根，这与为任何比特币钱包生成私钥没有区别。 使用确定的、不可逆的算法，根据根私钥生成任意数量的子私钥。 未花费的交易输出，UTXO，（Unspent Transaction Output）

a.比特币的交易不是通过账户的增减来实现的，而是一笔笔关联的输入/输出交易事务
b.花费"输入"，产生"输出"，这个输出就是"未花费过的交易输出"，也就是UTXO.每一笔交易事务都由一个唯一的编号，称交易事务ID，通过哈希计算而来，引用"输出"，主要提供交易事务id和所处"输出"猎豹中的序号就可以了。
c.由于没有账户的概念，因此当"输入"部分的金额大于所需"输出",必须给自己找零，这个找零也是作为交易的一部分包含在"输出中"

证明哪个UTXO属于谁 1. 输入脚本比特币挖矿核心， 2. 输出脚本。 也称为锁定脚本和解锁脚本。 1、用私钥签名解锁自己的一个UTXO（也是之前的输出） 2、对方的公钥锁定新的“输出”。 成功后，这个新的“输出”成为对方的UTXO，通过输入输出脚本实现转账。