POW挖空块的原理及解决办法.doc
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1、POW挖空块的原理及解决办法比特币的挖矿收益包含两部分,第一是区块奖励;第二是交易手续费。如果打空块,就收不到交易手续费,为什么有矿池会不要手续费来打空块呢?POW挖矿原理工作量证明POW挖矿就是区块链生成新的区块的过程。包括BTC、BCH、ETH、LTC在内,POW挖矿都是按以下逻辑来。挖矿是这样的,系统会给出一个目标值,这是一个数,比如前面有18个零。挖矿就是找出一个小于这个目标值的随机数,比如前面有19个零。找到了,就挖到了区块。关键字:随机数。关键问题:这个随机是怎么计算?这个随机数是对矿池对最新高度的区块链进行哈希得来的。关键字:最新高度。关键问题:什么是最新高度?现在有一个矿池挖到
2、了一个区块,并且广播出去,我们假定这个区块高度是50W高度。接下来所有矿池就会在这个50W高度后面继续挖矿,具体动作是矿池先组装一个新的区块,这个新的区块包含了“区块头”和“填充交易的区块体”。区块头里有两个需要特别说明的,第一个是父块哈希值,这里是50W高度的hash值;第二个是Nonce,这是一个数,一个可以调整的数,从0开始。组装好这个新的区块后,矿机就对这个新区块(“50W+1”高度)加上前面50W高度的区块进行哈希。这个新的区块就是上面的“最新高度”。矿机执行哈希一次,就得到一个哈希值,这是一个二进制数。矿池会拿这个值和目标值对比,如果小于目标值,就恭喜你,成功挖到矿,否则就将Non
3、ce加1,再哈希,再对比,显然一台矿机来哈希,你要试出满足目标值的Nounce值,那真是要慢死了。但矿池可以将不同的Nounce划分给不同的矿机来试。比如矿池一共有1000台矿机,将0到1000,给第1台试;10001到2000给第2台试这就是挖矿的并行。POW挖空块的原理针对上面50W高度和最新高度区块,我们需要进一步详说。在矿池在对最新高度区块链进行挖矿之前,是要对50W高度这个区块进行验证的。如果验证成功,在“50W+1”这个新组装的区块高度上挖矿才是合法的,如果50W高度是一个非法的区块,那所有的矿池是要回到“50W”高度去挖矿的。但验证区块是需要时间的,因为各个矿池的软硬件不同,我们
4、假定一个平均时间,10秒钟验证1M的区块。在验证结束之前,矿池是无法确认这个区块是不是合法,也就无法确认是否应该添加“50W+1”高度的最新区块。而组装一个最新高度的区块也是需要时间的,拿到一个区块模板开始组装,往里填写父区块哈希值和在内存池里挑选交易填充进区块体,这都是需要时间,我们假定需要0.1秒。在验证“50W”高度区块时,和填充交易进“50W+1”区块里,有一个提前,填充的交易是绝对不能和50W高度里已经打包的交易相重的。不然你这个最新高度区块就会是非法的。而“50W”高度这个区块从挖出到广播到所有的矿池中也是需要时间的,广播区块有分两步。第一步是广播区块头;第二步是广播区块体。区块体
5、非常小,只有80字节,比一笔交易还小,广播特别快,所有矿池可以非常快拿到区块头。有了区块头就可以拿到组装新高度区块的“父哈希值”。区块体是包含所有交易的那部分,一般非常大,比如2500笔交易就接近1M了。BTC最大可以接近1M,加外3M的隔离见证区块。而BCH曾经打包出21M的区块体。所有矿池收到区块体就要时间更长了,这叫网络延迟。我们假定网络延迟平时是0.5秒。矿池挖矿最简单的做法是:一个矿池只要在拿到区块体,才能确认区块体里有哪些交易。而只有验证完整个区块,才能知道这个“50W”高度的区块是否合法。然后再开始组装最新高度区块,然后再挖矿计算小于目标值的哈希值。那在拿到区块体,和验证完整个区
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