python環境挖礦

A. 挖礦難度表示

比特幣的挖礦難度可以使用Target Threshold，nBits或Difficulty表示，它們互相等價：

這三個值的轉化關系可以採用下面的實例來說明：

首先獲取哈希值為 的區塊原生十六進制信息如下：

區塊中nBits採用小端格式表示，解析區塊信息，得到nBits欄位值為0x4c86041b。因此轉化為大端格式為0x1B04864C，這個值是Target Threshold的壓縮格式表示，可以將它轉化成256位的Target Threshold值：

開頭的一個位元組為指數，後面三個位元組為系數，則：

計算出Target Threshold值為 。

再計算Difficulty的值，它有兩個值，計算公式分別為：

由此可以使用 Python 計算出bdiff的值：

因此，得到在比特幣客戶端中的difficulty值bdiff為14484.162361225399。

為了檢驗上述結果，可以在比特幣核心客戶端中使用 getblock "" 命令得到該區塊的json格式信息：

最終，可以發現該區塊的bits和difficulty欄位信息與上面分析計算的相關結果一致。

nBits的大端格式表示法中，其系數最大為0x7fffff，這是因為Target Threshold數據類型是無符號整型，而它繼承自有符號數據類，則在實際中Target Threshold系數的最高位有可能是1，這可能會被解析成一個負數。則在挖礦過程中難度值永遠無法小於一個負數。因此，為了解決這個問題，比特幣核心在生成nBits值時需要首先檢查一下生成的nBits是否會被解析為一個負數。如果是，首先在系數開頭補8位0，即除以256，然後指數再加上1。這樣由nBits轉化為Target Threshold過程中轉化公式就與普通值相同了，即指數位都是減去3，轉化過程上面已經提到。

舉個例子說明：

哈希值為 的區塊信息如下：

發現bdiff值為1，則利用bdiff與Target Threshold關系可以計算出：

將Target Threshold值 轉化為nBits的過程中可以發現其系數為0xffff00，指數為0x1c，這樣：

然而由於系數最高位為1，則如果這樣表示的話就可能將Target Threshold解析為負數。因此，我們將系數除以256，指數加上1，得到系數為0x00ffff，指數為0x1d。這樣：

最終，nBits值為0x1d00ffff（大端表示），與json格式信息一致。