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比特币PoW挖矿及共识流程

2019-06-09来源：作者：经济常识笔记栏目：比特币指南

简介比特币挖矿的过程：构建一个空区块，称为候选区块；从内存池中打包交易至候选区块；构造区块头，填写区块头的下述字段；开始挖矿。挖矿就是不断重复计算区块头的哈希值，修改nonce参数，直到找到一个满足条件的nonce值，也就是该nonce值下，hash函数运算出来的hash值 < Bits。

比特币PoW工作量证明共识机制流程图如下：

比特币挖矿的过程

构建一个空区块，称为候选区块
从内存池中打包交易至候选区块
构造区块头，填写区块头的下述字段
1）填写版本号version字段
2）填写父区块哈希prevhash字段
3）用merkle树汇总全部的交易，将merkle root的哈希值填写至merkle root字段
4）填写时间戳timestamp字段
5）填写目标值Bits字段
开始挖矿。挖矿就是不断重复计算区块头的哈希值，修改nonce参数，直到找到一个满足条件的nonce值，也就是该nonce值下，hash函数运算出来的hash值 < Bits。当挖矿节点成功求出一个解后把解填入区块头的nonce字段。
这时一个新区块就成功挖出了，然后挖矿节点会做下面这些事：
1) 按照标准清单检验新区块，检验通过后进行下面的 2)和 3)步骤
2）立刻将这个新区块发给它的所有相邻节点，相邻节点收到这个新区块后进行验证，验证有效后会继续传播给所有相邻节点。
3）将这个新区块连接到现有的区块链中，按照如下规则：
根据新区块的prevhash字段在现有区块链中寻找这个父区块，
(Ⅰ) 如果父区块是主区块链的“末梢”，则将新区块添加上去即可；
(Ⅱ) 如果父区块所在的链是备用链，则节点将新区块添加到备用链，同时比较备用链与主链的工作量。如果备用链比主链积累了更多的工作量，节点将选择备用链作为其新的主链，而之前的主链则成为了备用链；
(Ⅲ) 如果在现有的区块链中找不到它的父区块，那么这个区块被认为是“孤块”。孤块会被保存在孤块池中，直到它们的父区块被节点接收到。一旦收到了父区块并且将其连接到现有的区块链上，节点就会将孤块从孤块池中取出，并且连接到它的父区块，让它作为区块链的一部分。