比特币节点发现
『壹』 比特币的发展历史
2008年11月1日，一个自称中本聪(Satoshi Nakamoto)的人在一个隐秘的密码学讨论组上贴出了一篇研究报告，报告阐述了他对电子货币的新构想——比特币就此问世！
2009年1月3日，中本聪在位于芬兰赫尔辛基一个小型服务器上挖出了第一批比特币50个。
2010年5月21日，第一次比特币交易：佛罗里达程序员Laszlo Hanyecz用1万BTC购买了价值25美元的披萨优惠券。
2010年7月16日， BTC价格从0.008美元升值0.08美元，第一次价格的剧烈波动，显示新生事物的崛起。
2010年7月17日，第一个比特币平台成立。
2010年11月6日，MTGOX上的价格达到0.5美元，此时比特币经济达100万美元。
2010年12月7日，第一次便携设备到便携设备的交易在NOKIA900上实现，交易量为0.42BTC。
2011年2月9日，价格首次达1美元，与美元等价。BTC与美元等价的消息被媒体大肆报道后引发起人们的高度关注，新用户大增。此后2月内，比特币与英镑、巴西币、波兰币的互兑交易平台先后开张。
2011年3月18日，BTC/USD汇率创7周来新低，降为0.7美元。
2011年8月20日，第一次比特币会议和世博会在纽约召开，谷歌趋势区县中，比特币的关注度创新高，当时价格为11美元。
2011年11月14日，比特币价格创半年新低，价格为1.99美元。
2012年9月15日，伦敦比特币会议召开，此时比特币价格为11.8美元。
2012年9月27日，比特币基金创立，此时比特币价格为12.46美元。
2012年11月25日，欧洲第一次比特币会议在捷克布拉格召开，此时比特币价格12.6美元。
2013年2月19日，比特币客户端V8.0发布，此时比特币价格为28.66美元。
2013年4月10日，BTC创下历史最高价，110美元。
2013年5月9日，最大的比特币报道网站-BTC中文网www.sosobtc.com获得了投资基金Union Square的500万美元A轮投资，此时比特币价格为112.09美元。
2013年5月17日，2013年圣何塞比特币大会召开，1300人参与，此时比特币价格为119.1美元
2013年5月28日，美国国土安全部以涉嫌xiqian和无证经营资金汇划业务取缔了位于哥斯达黎加的汇兑公司Liberty Reserve的虚拟货币服务，美国检察官称这将成为历史上最大的国际xiqian诉讼案，吸钱规模达到60亿美元，包括中国在内的大量用户血本无归，此时比特币价格为128美元。
2013年6月，网传美国将退出QE3，通缩的比特币，量化宽松的货币政策，两者是针尖对麦芒的关系。
2013年6月27日，德国会议作出决定：持有比特币一年以上将予以免税，被业内认为此举变相认可了比特币的法律地位，此时比特币价格为102.24美元。
2013年6月28日，MTGOX获得美国财政部金融犯罪执法网络处颁发的货币服务事务许可，交易规范化可能意味着比特币开始走向正轨，政府风险降低，其融入显示经济的步伐将会加快，同时会对其它虚拟货币起到示范作用，此时比特币价格为97.99美元。
2013年11月28日，热门比特币交易所Mt. Gox的比特币交易价格突破1000美元，创下1073美元的历史新高。
2013年11月29日，比特币在热门交易所Mt.Gox的交易价格创下1242美元的历史新高，而同时黄金价格为一盎司1241.98美元，比特币价格首度超过黄金。
『贰』 比特币机制研究
现今世界的电子支付系统已经十分发达，我们平时的各种消费基本上在支付宝和微信上都可以轻松解决。但是无论是支付宝、微信，其实本质上都依赖于一个中心化的金融系统，即使在大多数情况这个系统运行得很好，但是由于信任模型的存在，还是会存在着仲裁纠纷，有仲裁纠纷就意味着不存在 不可撤销的交易 ，这样对于 不可撤销的服务 来说，一定比例的欺诈是不可避免的。在比特币出来之前，不存在一个 不引入中心化的可信任方 就能解决在通信通道上支付的方案。
比特币的强大之处就在于：它是一个基于密码学原理而不是依赖于中心化机构的电子支付系统，它能够允许任何有交易意愿的双方能直接交易而不需要一个可信任的第三方。交易在数学计算上的不可撤销将保护 提供不可撤销服务 的商家不被欺诈，而用来保护买家的 程序化合约机制 也比较容易实现。
假设网络中有A, B ,C三个人。
A付给B 1比特币 ，B付给C 2比特币 ，C付给A 3比特币 。
如下图所示：
为了刺激比特币系统中的用户进行记账，记账是有奖励的。奖励来源主要有两方面：
比特币中每一笔交易都会有手续费，手续费会给记账者
记账会有打包区块的奖励，中本聪在08年设计的方案是： 每10分钟打一个包，每打一个包奖励50个比特币，每4年单次打包的奖励数减半，即4年后每打一个包奖励25个比特币，再过四年后就奖励12.5个比特币... 这样我们其实可以算出比特币的总量：
要说明打包的记录以谁为准的问题，我们需要引入一个知名的 拜占庭将军问题 （Byzantine failures）。拜占庭将军问题是由莱斯利·兰伯特提出的点对点通信中的基本问题。含义是在存在消息丢失的不可靠信道上试图通过消息传递的方式达到一致性是不可能的。
假设有9个互相远离的将军包围了拜占庭帝国，除非有5个及以上的将军一起攻打，拜占庭帝国才能被打下来。而这9个将军之间是互不信任的，他们并不知道这其中是否有叛徒，那么如何通过远距离协商来让他们赢取战斗呢？
口头协议有3个默认规则：
1.每个信息都能够被准确接收
2.接收者知道是谁发送给他的
3.谁没有发送消息大家都知道
4.接受者不知道转发信息的转发者是谁
将军们遵循口头规则的话，那就是下面的场景：将军1对其他8个将军发送了信息，然后将军2~9将消息进行转达（广播），每个将军都是消息的接受者和转发者，这样一轮下来，总共就会有9×8=72次发送。这样将军就可以根据自己手中的信息，选择多数人的投票结果行动即可，这个时候即便有间谍，因为少数服从多数的原则，只要大部分将军同意攻打拜占庭，自己就去行动。
这个方案有很多缺点：
1.首先是发送量大，9个将军之间要发送72次，随着节点数的增加，工作量呈现几何增长。
2.再者是无法找出谁是叛徒，因为是口头协议，接受者不知道转发信息的转发者是谁，每个将军手里的数据仅仅只是一个数量的对比：
这里我们假设有3个叛徒，在一种最极端的情况下即叛徒转发信息时总是篡改为“不进攻”，那么我们最坏的结果就如上图所示。将军1根据手里的信息可以推出要进攻的结论，却无法获知将军里面谁是叛徒。
这样我们就有了方案二：书面协议。
书面协议即将军在接受到信息后可以进行签字，并且大家都能够识别出这个签字是否是本人，换种说法就是如果有人篡改签字大家可以知道。书面协议相对比口头协议就是增加了一个认证机制，所有的消息都有记录。一旦发现有人所给出的信息不一致，就是追查间谍。
有了书面协议，那么将军1手里的信息就是这样的：
可以很明显得看出，在最坏的一种情况——叛徒总是转发“不进攻”的消息之下，将军7、8、9是团队里的叛徒。
这个方案解决了口头协议里历史信息不可追溯的问题，但是在发送量方面并没有做到任何改进。
在我们的示例中，比特币系统里的每个用户发起了一笔交易，都会通过自己的私钥进行签名，用数学公式表示就是：
所以之前的区块就变成了这样：
这样每一笔交易都由交易发起者通过私钥进行数字签名，由于私钥是不公开的，所以交易信息也就无法被伪造了。
如书面协议末尾所说的那样，书面协议未能解决信息交流过多的问题。当比特币系统中存在上千万节点的时候，如果要互相广播验证，请求响应的次数那将是一个非常庞大的数字，显然势必会造成网络拥堵、节点处理变慢。为了解决这个问题，中本聪干脆让整个10分钟出一个区块，这个区块由谁来打包发出呢？这里就采用了工作量证明机制(PoW)。工作量证明，说白了就是解一个数学题，谁先解出来数学题，谁就能有打包区块的权力。换在拜占庭将军的例子中就是，谁先做出数学题，谁就成为将军们里面的总司令，其他将军听从他发号的命令。
首先，矿工会将区块头所占用的128字节的字符串进行两次sha256求值，即：
这样求得一个值Hash，将其与目标值相比对，如果符合条件，则视为工作量证明成功。
工作量证明成功的条件写在了区块链头部的 难度数 字段，它要求了最后进行两次sha256运算的Hash值必须小于定下的目标值；如果不是的话，那就改变区块头的 随机数 （nonce），通过一次次地重复计算检验，直到符合条件为止。
此外， 比特币有自己的一套难度控制系统，使得比特币系统要在全网不同的算力条件下，都保持10分钟生成一个区块的速率。这也就意味着：难度值必须根据全网算力的变化进行调整。难度调整的策略是由最新2016个区块的花费时长与期望时长（期望时长为20160分钟即两周，是按每10分钟一个区块的产生速率计算出的总时长）比较得出的，根据实际时长与期望时长的比值，进行相应调整（或变难或变易）。也就是说，如果区块产生的速率比10分钟快则增加难度，比10分钟慢则降低难度。
PoW其实在比特币中是做了以下的三件事情。
这样可以防止一台高性能机器同时跑上万个节点，因为每完成一个工作都要有足够的算力。
有经济奖励就会加速整个系统的去中心化，也鼓励大家不要去作恶，要积极地按照协议本来的执行方式去执行。(所以说，无币区块链其实是不可行的，无币区块链一定导致中心化。)
也就是说，每个节点都不能以自身硬件条件去控制出快速度。现在的比特币上平均10分钟出一个块，性能再好的机器也无法打破这个规则，这就能够保证 区块链是可以收敛到共同的主链上的 ，也就是我们所说的共识。
综上，共识只是PoW三个作用中的一点，事实上PoW设计的作用有点至少有这么三种。
默克尔树的概念其实很简单，如图所示
这样，我们区块的结构就大致完整了，这里分成了区块头和区块体两部分。
区块链的每个节点，都保存着区块链从创世到现在的每一区块，即每一笔交易都被保存在节点上，现在已经有几百个GB了。
每当比特币系统中有一笔新的交易生成，就会将新交易广播到所有的节点。每个节点都把新交易收集起来，并生成对应的默克尔根，拼接完区块头后，就开始调整区块头里的随机数值，然后就开始算数学题
将算出的result和网络中的目标值进行比对，如果是结果是小于的话，就全网广播答案。其他矿工收到了这个信息后，就会立马放下手里的运算，开始下一个区块的计算。
举个例子，当前A节点在挖38936个区块，A挖矿节点一旦完成计算，立刻将这个区块发给它的所有相邻节点。这些节点在接收并验证这个新区块后，也会继续传播此区块。当这个新区块在网络中扩散时，每个节点都会将它作为第38936个区块(前一个区块为38935)加到自身节点的区块链副本中。当挖矿节点收到并验证了这个新区块后，它们会放弃之前对构建这个相同高度区块的计算，并立即开始计算区块链中下一个区块的工作。
整个流程就像下一张图所展示的这样：
简单来说，双花问题是一笔钱重复花了两次。具体来讲，双花问题可分为两种情况：
1.同一笔钱被多次使用；
2.一笔钱只被使用过一次，但是通过黑客攻击或造假等方式，将这笔钱复制了一份，再次使用。
在我们生活的数字系统中，由于数据的可复制性，使得系统可能存在同一笔数字资产因不当操作被重复使用的情况，为了解决双花问题，日常生活中是依赖于第三方的信任机构的。这类机构对数据进行中心化管理，并通过实时修改账户余额的方法来防止双重支付的出现。而作为去中心化的点对点价值传输系统，比特币通过UTXO、时间戳等技术的整合来解决双花问题。
UTXO的英文全称是 unspent transaction outputs ，意为 未使用的交易输出 。UTXO是一种有别于传统记账方式的新的记账模型。
银行里传统的记账方式是基于账户的，主要是记录某个用户的账户余额。而UTXO的交易方式，是基于交易本身的，甚至没有账户的概念。在UTXO的记账机制里，除了货币发行外，所有的资金来源都必须来自于前面某一个或几个交易。任何一笔的交易总量必须等于交易输出总量。UTXO的记账机制使得比特币网络中的每一笔转账，都能够追溯到它前面一笔交易。
比特币的挖矿节点获得新区块的挖矿奖励，比如 12.5 个比特币，这时，它的钱包地址得到的就是一个 UTXO，即这个新区块的币基交易（也称创币交易）的输出。币基交易是一个特殊的交易，它没有输入，只有输出。
当甲要把一笔比特币转给乙时，这个过程是把甲的钱包地址中之前的一个 UTXO，用私钥进行签名，发送到乙的地址。这个过程是一个新的交易，而乙得到的是一个新的 UTXO。
这就是为什么有人说在这个世界上根本没有比特币，只有 UTXO，你的地址中的比特币是指没花掉的交易输出。
以Alice向Bob进行转账的过程举例的话：
UTXO 与我们熟悉的账户概念的差别很大。我们日常接触最多的是账户，比如，我在银行开设一个账户，账户里的余额就是我的钱。
但在比特币网络中没有账户的概念，你可以有多个钱包地址，每个钱包地址中都有着多个 UTXO，你的钱是所有这些地址中的 UTXO 加起来的总和。
中本聪发明比特币的目标是创建一个点对点的电子现金，UTXO 的设计正可以看成是借鉴了现金的思路：我们可能在这个口袋里装点现金，在那个柜子角落里放点现金，在这种情况下不存在一个账户，你放在各处的现金加起来就是你所有的钱。
采用 UTXO 设计还有一个技术上的理由，这种特别的数据结构可以让双重花费更容易验证。对比一下：
『叁』 bitcoin: dns seed
当bitcoin客户端第一次启动的时候， 程序不知道任何活跃的bitcoin全节点。
为了发现一些IP地址， 需要把一些DNS地址（也叫dns种子）硬编码到比特币源码中。如果没有dns seed， 客户端不能自动联上节点。
Dns Seed 由比特币的社区成员维护， 其中一些提供动态的dns seed服务，通过扫描网络自动获取活跃的节点IP地址，其中一些提供静态dns seed， 这些种子是手动添加的。
我们看下sipa维护的 dns seed
83.162.254.34 176.115.25.48 ... 158.69.251.126 都是节点地址，当客户端启动的时候， 会自动链接这些地址。
dns seed 硬编码在什么地方了？
1 需要爬虫一类的服务，通过bitcoin protocol 嗅探到一些节点
2 可以模仿dns请求， dns通过UDP协议的53端口进行通讯， 把嗅探到节点发送出去
这些工作，敬爱的sipa在 bitcoin-seeder 都帮我们做了。
从 seed.bitcoin.sipa.be. 14852 IN NS xps.sipa.be. 了解到seed域名的ns服务(即 nameserver)
是由 xps提供的. 我们在 dnspod 做如下配置.
需要在xps服务器启动bitocin-seeder
1 先编译 make , 得到 dnsseed 执行文件
2 启动爬虫
等一段时间, dig seed.liushooter.cc 就会看到结果.
参考:
https://en.bitcoin.it/wiki/Satoshi_Client_Node_Discovery#DNS_Addresses
https://bitcoin.org/en/developer-guide#p2p-network
『肆』 如何广播比特币
方法如下。
1、交易如何广播到第一个节点比特币广播实际上就是p2p广播，程序自带了种子节点，活跃节点也自带其他节点的地址，连接上一个节点就能发现其他节点了，如果自带的都被屏蔽再去自己找可用节点就好。不存在只广播到一个节点，被单节点拦截交易的行为，除非你只连接了一个节点，正好那个节点是恶意节点，拦截了你的交易信息。
2、他人代劳广播交易的话，是否丧失安全性？你所要广播的交易信息就是要层层传递到全网节点，传播的节点也更改不了你广播的交易信息，并不存在什么“所以才需要第二个人代劳，那就失去其部分安全性了吧。”交易信息被你的私钥签名了，交易信息中自带公钥，要公钥验证一下就知道签名是否合法。你可以多了解一下比特币节点还有交易知识。
『伍』 网络上的挖币是什么
是指透过执行工作量证明或其他类似的电脑算法来获取加密货币，例如比特币、以太币、莱特币等。
挖币是增加交易记录过去交易的比特币的公开总账。过去交易的这台账必要的计算被称为块链，因为它是一个区块链。区块链用于确认与网络其余部分的交易已经发生。比特币节点使用区块链来区分合法的比特币交易与重新花费已经在其他地方花费的硬币的尝试。
采矿被有意设计为资源密集型和困难的，以便矿工每天发现的区块数量保持稳定。单个块必须包含工作证明才能被视为有效。其他比特币节点每次收到一个区块时都会验证这种工作量证明。比特币使用hashcash工作量证明功能。
挖掘的主要目的是以一种任何实体都无法在计算上修改的方式来设置交易历史。通过下载和验证区块链，比特币节点能够就比特币事件的排序达成共识。
采矿也是用于将比特币引入系统的机制：矿工获得任何交易费用以及新创建的硬币的“补贴”。这既有助于以去中心化的方式传播新币，也有助于激励人们为系统提供安全保障。
挖矿难度
为了使得资料块产生的速度维持在大约每十分钟一个，产生新资料块的难度会定期调整。
如果资料块产生的速度加快了，那么就提高挖矿难度；如果资料块产生速度变慢了，那么就降低难度。比特币系统在每隔2016个资料块被产出后（约两周的时间），会以最近这段时间的资料块产生速度，自动重新计算接下来的2016个资料块之挖矿难度。
而难度基本上就决定了一个有效的资料块标头（英语：Block Header）的SHA-256散列值应小于一定值，也就是说该散列值必须要恰好落在目标区间之内才算有效，当目标区间越小就意味着命中几率越低。换句话说就是挖矿的难度越高。
由于ASIC计算设备的爆炸式加入，目前挖矿难度呈现几何级数的上升，目前年均难度增长约为3%，让普通个人挖矿者的挖矿工作变得异常困难。
『陆』 比特币初始节点发现有几个
比特币初始节点发现只有28个。但这个数字增长的很快，到2020年2月，全球比特币节点的数量就达到了10.000点左右。中国的节点总数约占全球的5%到8%。2020年截至3月份，中国在全球市场份额已飙升至17%，已超过德国，排名居全球第二。
『柒』 详解比特币挖矿原理
可以将区块链看作一本记录所有交易的公开总帐簿（列表），比特币网络中的每个参与者都把它看作一本所有权的权威记录。
比特币没有中心机构，几乎所有的完整节点都有一份公共总帐的备份，这份总帐可以被视为认证过的记录。
至今为止，在主干区块链上，没有发生一起成功的攻击，一次都没有。
通过创造出新区块，比特币以一个确定的但不断减慢的速率被铸造出来。大约每十分钟产生一个新区块，每一个新区块都伴随着一定数量从无到有的全新比特币。每开采210,000个块，大约耗时4年，货币发行速率降低50%。
在2016年的某个时刻，在第420,000个区块被“挖掘”出来之后降低到12.5比特币/区块。在第13,230,000个区块（大概在2137年被挖出）之前，新币的发行速度会以指数形式进行64次“二等分”。到那时每区块发行比特币数量变为比特币的最小货币单位——1聪。最终，在经过1,344万个区块之后，所有的共20,999,999.9769亿聪比特币将全部发行完毕。换句话说， 到2140年左右，会存在接近2,100万比特币。在那之后，新的区块不再包含比特币奖励，矿工的收益全部来自交易费。
在收到交易后，每一个节点都会在全网广播前对这些交易进行校验，并以接收时的相应顺序，为有效的新交易建立一个池（交易池）。
每一个节点在校验每一笔交易时，都需要对照一个长长的标准列表：
交易的语法和数据结构必须正确。
输入与输出列表都不能为空。
交易的字节大小是小于MAX_BLOCK_SIZE的。
每一个输出值，以及总量，必须在规定值的范围内 （小于2,100万个币，大于0）。
没有哈希等于0，N等于-1的输入（coinbase交易不应当被中继）。
nLockTime是小于或等于INT_MAX的。
交易的字节大小是大于或等于100的。
交易中的签名数量应小于签名操作数量上限。
解锁脚本（Sig）只能够将数字压入栈中，并且锁定脚本（Pubkey）必须要符合isStandard的格式 （该格式将会拒绝非标准交易）。
池中或位于主分支区块中的一个匹配交易必须是存在的。
对于每一个输入，如果引用的输出存在于池中任何的交易，该交易将被拒绝。
对于每一个输入，在主分支和交易池中寻找引用的输出交易。如果输出交易缺少任何一个输入，该交易将成为一个孤立的交易。如果与其匹配的交易还没有出现在池中，那么将被加入到孤立交易池中。
对于每一个输入，如果引用的输出交易是一个coinbase输出，该输入必须至少获得COINBASE_MATURITY (100)个确认。
对于每一个输入，引用的输出是必须存在的，并且没有被花费。
使用引用的输出交易获得输入值，并检查每一个输入值和总值是否在规定值的范围内 （小于2100万个币，大于0）。
如果输入值的总和小于输出值的总和，交易将被中止。
如果交易费用太低以至于无法进入一个空的区块，交易将被拒绝。
每一个输入的解锁脚本必须依据相应输出的锁定脚本来验证。
以下挖矿节点取名为 A挖矿节点
挖矿节点时刻监听着传播到比特币网络的新区块。而这些新加入的区块对挖矿节点有着特殊的意义。矿工间的竞争以新区块的传播而结束，如同宣布谁是最后的赢家。对于矿工们来说，获得一个新区块意味着某个参与者赢了，而他们则输了这场竞争。然而，一轮竞争的结束也代表着下一轮竞争的开始。
验证交易后，比特币节点会将这些交易添加到自己的内存池中。内存池也称作交易池，用来暂存尚未被加入到区块的交易记录。
A节点需要为内存池中的每笔交易分配一个优先级，并选择较高优先级的交易记录来构建候选区块。
一个交易想要成为“较高优先级”，需满足的条件：优先值大于57,600,000，这个值的生成依赖于3个参数：一个比特币（即1亿聪），年龄为一天（144个区块），交易的大小为250个字节：
High Priority > 100,000,000 satoshis * 144 blocks / 250 bytes = 57,600,000
区块中用来存储交易的前50K字节是保留给较高优先级交易的。 节点在填充这50K字节的时候，会优先考虑这些最高优先级的交易，不管它们是否包含了矿工费。这种机制使得高优先级交易即便是零矿工费，也可以优先被处理。
然后，A挖矿节点会选出那些包含最小矿工费的交易，并按照“每千字节矿工费”进行排序，优先选择矿工费高的交易来填充剩下的区块。
如区块中仍有剩余空间，A挖矿节点可以选择那些不含矿工费的交易。有些矿工会竭尽全力将那些不含矿工费的交易整合到区块中，而其他矿工也许会选择忽略这些交易。
在区块被填满后，内存池中的剩余交易会成为下一个区块的候选交易。因为这些交易还留在内存池中，所以随着新的区块被加到链上，这些交易输入时所引用UTXO的深度（即交易“块龄”）也会随着变大。由于交易的优先值取决于它交易输入的“块龄”，所以这个交易的优先值也就随之增长了。最后，一个零矿工费交易的优先值就有可能会满足高优先级的门槛，被免费地打包进区块。
UTXO（Unspent Transaction Output） : 每笔交易都有若干交易输入，也就是资金来源，也都有若干笔交易输出，也就是资金去向。一般来说，每一笔交易都要花费（spend）一笔输入，产生一笔输出，而其所产生的输出，就是“未花费过的交易输出”，也就是 UTXO。
块龄：UTXO的“块龄”是自该UTXO被记录到区块链为止所经历过的区块数，即这个UTXO在区块链中的深度。
区块中的第一笔交易是笔特殊交易，称为创币交易或者coinbase交易。这个交易是由挖矿节点构造并用来奖励矿工们所做的贡献的。假设此时一个区块的奖励是25比特币，A挖矿的节点会创建“向A的地址支付25.1个比特币(包含矿工费0.1个比特币)”这样一个交易，把生成交易的奖励发送到自己的钱包。A挖出区块获得的奖励金额是coinbase奖励（25个全新的比特币）和区块中全部交易矿工费的总和。
A节点已经构建了一个候选区块，那么就轮到A的矿机对这个新区块进行“挖掘”，求解工作量证明算法以使这个区块有效。比特币挖矿过程使用的是SHA256哈希函数。
用最简单的术语来说， 挖矿节点不断重复进行尝试，直到它找到的随机调整数使得产生的哈希值低于某个特定的目标。 哈希函数的结果无法提前得知，也没有能得到一个特定哈希值的模式。举个例子，你一个人在屋里打台球，白球从A点到达B点，但是一个人推门进来看到白球在B点，却无论如何是不知道如何从A到B的。哈希函数的这个特性意味着：得到哈希值的唯一方法是不断的尝试，每次随机修改输入，直到出现适当的哈希值。
需要以下参数
• block的版本 version
• 上一个block的hash值: prev_hash
• 需要写入的交易记录的hash树的值: merkle_root
• 更新时间: ntime
• 当前难度: nbits
挖矿的过程就是找到x使得
SHA256(SHA256(version + prev_hash + merkle_root + ntime + nbits + x )) < TARGET
上式的x的范围是0~2^32, TARGET可以根据当前难度求出的。
简单打个比方，想象人们不断扔一对色子以得到小于一个特定点数的游戏。第一局，目标是12。只要你不扔出两个6，你就会赢。然后下一局目标为11。玩家只能扔10或更小的点数才能赢，不过也很简单。假如几局之后目标降低为了5。现在有一半机率以上扔出来的色子加起来点数会超过5，因此无效。随着目标越来越小，要想赢的话，扔色子的次数会指数级的上升。最终当目标为2时（最小可能点数），只有一个人平均扔36次或2%扔的次数中，他才能赢。
如前所述，目标决定了难度，进而影响求解工作量证明算法所需要的时间。那么问题来了：为什么这个难度值是可调整的？由谁来调整？如何调整？
比特币的区块平均每10分钟生成一个。这就是比特币的心跳，是货币发行速率和交易达成速度的基础。不仅是在短期内，而是在几十年内它都必须要保持恒定。在此期间，计算机性能将飞速提升。此外，参与挖矿的人和计算机也会不断变化。为了能让新区块的保持10分钟一个的产生速率，挖矿的难度必须根据这些变化进行调整。事实上，难度是一个动态的参数，会定期调整以达到每10分钟一个新区块的目标。简单地说，难度被设定在，无论挖矿能力如何，新区块产生速率都保持在10分钟一个。
那么，在一个完全去中心化的网络中，这样的调整是如何做到的呢？难度的调整是在每个完整节点中独立自动发生的。每2,016个区块(2周产生的区块)中的所有节点都会调整难度。难度的调整公式是由最新2,016个区块的花费时长与20,160分钟（两周，即这些区块以10分钟一个速率所期望花费的时长）比较得出的。难度是根据实际时长与期望时长的比值进行相应调整的（或变难或变易）。简单来说，如果网络发现区块产生速率比10分钟要快时会增加难度。如果发现比10分钟慢时则降低难度。
为了防止难度的变化过快，每个周期的调整幅度必须小于一个因子（值为4）。如果要调整的幅度大于4倍，则按4倍调整。由于在下一个2,016区块的周期不平衡的情况会继续存在，所以进一步的难度调整会在下一周期进行。因此平衡哈希计算能力和难度的巨大差异有可能需要花费几个2,016区块周期才会完成。
举个例子，当前A节点在挖277,316个区块，A挖矿节点一旦完成计算，立刻将这个区块发给它的所有相邻节点。这些节点在接收并验证这个新区块后，也会继续传播此区块。当这个新区块在网络中扩散时，每个节点都会将它作为第277,316个区块(父区块为277,315)加到自身节点的区块链副本中。当挖矿节点收到并验证了这个新区块后，它们会放弃之前对构建这个相同高度区块的计算，并立即开始计算区块链中下一个区块的工作。
比特币共识机制的第三步是通过网络中的每个节点独立校验每个新区块。当新区块在网络中传播时，每一个节点在将它转发到其节点之前，会进行一系列的测试去验证它。这确保了只有有效的区块会在网络中传播。
每一个节点对每一个新区块的独立校验，确保了矿工无法欺诈。在前面的章节中，我们看到了矿工们如何去记录一笔交易，以获得在此区块中创造的新比特币和交易费。为什么矿工不为他们自己记录一笔交易去获得数以千计的比特币？这是因为每一个节点根据相同的规则对区块进行校验。一个无效的coinbase交易将使整个区块无效，这将导致该区块被拒绝，因此，该交易就不会成为总账的一部分。
比特币去中心化的共识机制的最后一步是将区块集合至有最大工作量证明的链中。一旦一个节点验证了一个新的区块，它将尝试将新的区块连接到到现存的区块链，将它们组装起来。
节点维护三种区块：
· 第一种是连接到主链上的，
· 第二种是从主链上产生分支的（备用链），
· 第三种是在已知链中没有找到已知父区块的。
有时候，新区块所延长的区块链并不是主链，这一点我们将在下面“ 区块链分叉”中看到。
如果节点收到了一个有效的区块，而在现有的区块链中却未找到它的父区块，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收到。一旦收到了父区块并且将其连接到现有区块链上，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。当两个区块在很短的时间间隔内被挖出来，节点有可能会以相反的顺序接收到它们，这个时候孤块现象就会出现。
选择了最大难度的区块链后，所有的节点最终在全网范围内达成共识。随着更多的工作量证明被添加到链中，链的暂时性差异最终会得到解决。挖矿节点通过“投票”来选择它们想要延长的区块链，当它们挖出一个新块并且延长了一个链，新块本身就代表它们的投票。
因为区块链是去中心化的数据结构，所以不同副本之间不能总是保持一致。区块有可能在不同时间到达不同节点，导致节点有不同的区块链视角。解决的办法是， 每一个节点总是选择并尝试延长代表累计了最大工作量证明的区块链，也就是最长的或最大累计难度的链。
当有两个候选区块同时想要延长最长区块链时，分叉事件就会发生。正常情况下，分叉发生在两名矿工在较短的时间内，各自都算得了工作量证明解的时候。两个矿工在各自的候选区块一发现解，便立即传播自己的“获胜”区块到网络中，先是传播给邻近的节点而后传播到整个网络。每个收到有效区块的节点都会将其并入并延长区块链。如果该节点在随后又收到了另一个候选区块，而这个区块又拥有同样父区块，那么节点会将这个区块连接到候选链上。其结果是，一些节点收到了一个候选区块，而另一些节点收到了另一个候选区块，这时两个不同版本的区块链就出现了。
分叉之前
分叉开始
我们看到两个矿工几乎同时挖到了两个不同的区块。为了便于跟踪这个分叉事件，我们设定有一个被标记为红色的、来自加拿大的区块，还有一个被标记为绿色的、来自澳大利亚的区块。
假设有这样一种情况，一个在加拿大的矿工发现了“红色”区块的工作量证明解，在“蓝色”的父区块上延长了块链。几乎同一时刻，一个澳大利亚的矿工找到了“绿色”区块的解，也延长了“蓝色”区块。那么现在我们就有了两个区块：一个是源于加拿大的“红色”区块；另一个是源于澳大利亚的“绿色”。这两个区块都是有效的，均包含有效的工作量证明解并延长同一个父区块。这个两个区块可能包含了几乎相同的交易，只是在交易的排序上有些许不同。
比特币网络中邻近（网络拓扑上的邻近，而非地理上的）加拿大的节点会首先收到“红色”区块，并建立一个最大累计难度的区块，“红色”区块为这个链的最后一个区块（蓝色-红色），同时忽略晚一些到达的“绿色”区块。相比之下，离澳大利亚更近的节点会判定“绿色”区块胜出，并以它为最后一个区块来延长区块链（蓝色-绿色），忽略晚几秒到达的“红色”区块。那些首先收到“红色”区块的节点，会即刻以这个区块为父区块来产生新的候选区块，并尝试寻找这个候选区块的工作量证明解。同样地，接受“绿色”区块的节点会以这个区块为链的顶点开始生成新块，延长这个链。
分叉问题几乎总是在一个区块内就被解决了。网络中的一部分算力专注于“红色”区块为父区块，在其之上建立新的区块；另一部分算力则专注在“绿色”区块上。即便算力在这两个阵营中平均分配，也总有一个阵营抢在另一个阵营前发现工作量证明解并将其传播出去。在这个例子中我们可以打个比方，假如工作在“绿色”区块上的矿工找到了一个“粉色”区块延长了区块链(蓝色-绿色-粉色)，他们会立刻传播这个新区块，整个网络会都会认为这个区块是有效的，如上图所示。
所有在上一轮选择“绿色”区块为胜出者的节点会直接将这条链延长一个区块。然而，那些选择“红色”区块为胜出者的节点现在会看到两个链： “蓝色-绿色-粉色”和“蓝色-红色”。 如上图所示，这些节点会根据结果将 “蓝色-绿色-粉色” 这条链设置为主链，将 “蓝色-红色” 这条链设置为备用链。 这些节点接纳了新的更长的链，被迫改变了原有对区块链的观点，这就叫做链的重新共识 。因为“红”区块做为父区块已经不在最长链上，导致了他们的候选区块已经成为了“孤块”，所以现在任何原本想要在“蓝色-红色”链上延长区块链的矿工都会停下来。全网将 “蓝色-绿色-粉色” 这条链识别为主链，“粉色”区块为这条链的最后一个区块。全部矿工立刻将他们产生的候选区块的父区块切换为“粉色”，来延长“蓝色-绿色-粉色”这条链。
从理论上来说，两个区块的分叉是有可能的，这种情况发生在因先前分叉而相互对立起来的矿工，又几乎同时发现了两个不同区块的解。然而，这种情况发生的几率是很低的。单区块分叉每周都会发生，而双块分叉则非常罕见。
比特币将区块间隔设计为10分钟，是在更快速的交易确认和更低的分叉概率间作出的妥协。更短的区块产生间隔会让交易清算更快地完成，也会导致更加频繁地区块链分叉。与之相对地，更长的间隔会减少分叉数量，却会导致更长的清算时间。
『捌』 玩懂比特币的那群人，财富翻了多少倍
我身边有位同事，她当年十几块买了10，去年年底四十多万卖了一个，今年年初42万又卖了一个。翻了多少倍，算算吧
谈到比特币这个充满神秘色彩的货币，我们得先来看一看第一笔比特币购买实体物品的交易细节。而这个在当时人们眼中的小小买卖放到如今来看，却充满无比的戏剧性，甚至还促成了一个非法定节假日问世。
历史 上第一个比特币实物交易发生在2010年5月22日，弗罗里达电脑工程师拉斯洛一时兴起，用1万枚比特币向网友买了美国连锁餐厅棒约翰两块热气腾腾的披萨，并在接下来的几十分钟内填饱了肚子。
在这场被认为是比特币的首次交易中，一枚比特币的价格大约为0.0041美元，按当前的汇率1万枚比特币价值4亿美元。也就是说拉斯洛吃下肚子的披萨，一块如今的要价为2亿美元。不用怀疑，这肯定是有史以来最贵的披萨了。
而收下这笔巨款的网友若将这1万枚比特币保留至今，也可以轻易的晋升亿万富豪行列。
但事实上，两个人当时都没有把这笔重金放在眼中，只是开心的庆祝这个在他们心目中的 历史 时刻。
此后，每年的5月22日就此被定为比特币披萨日，全球各地的人纷纷欢聚纪念。随着比特币价值飞涨，聚会者更加热衷于这个与亿万财富擦身而过的小故事，同时也记住了这个赋予比特币在现实世界一切意义的一刻。
在崇尚自由与资本主义的美国西岸旧金山，距离硅谷不远的地方有这么一栋外形简单的房子，后来以“加密城堡”的绰号为人所熟知。多年来，这栋称不上大的建筑，来来去去住过数十名20多岁的 科技 新人。
在不到30岁从事区块链相关技术工作的房东加德纳口中，这些年轻的投资者在搬进去的不到两个小时内都会变成比特币或者其他加密货币的忠实信仰者。
不少人在比特币仅值数百美元的时候，就开始大量的买入。受到坚定的信仰驱使，这些人常奉行只买不卖的戒条，这也让他们大赚特赚。
加德纳估计，超过60个房客因曾住进加密城堡而成为巨富。
类似的神秘建筑在旧金山并不只有加密城堡一座，许多投资加密货币的年轻人主动聚集成群，并以自己信仰的货币为房子内部的走廊命名，如比特币大道或以太坊巷。房子内部一眼望去像极了大学宿舍或美式兄弟会的聚会场所。
但事实上，在过着看似平凡生活的同时，很多住户都持有数百甚至上千枚的比特币。他们闲暇时常常驾驶着蓝宝坚尼超跑外出兜风，为自己的信仰加值一番。
在4年前的2017年，荷兰男子泰胡图一家变卖了所有财产，包括房产和 汽车 。夫妻俩甚至解除并领取了退休账户中所能动用的每一分现金，把钱全部投入在比特币上。当时比特币的价格是900美元，而泰胡图一家随后也被称为比特币家族，泰胡图本人始终对比特币抱持着坚定的信仰。在他进场同年，比特币曾一度暴涨至逼近2万美元大关，但隔年却跌至3000美元。
在暴跌之际，泰胡图坚信比特币会大幅反弹，于是便大手笔买进。事实证明，他又一次押对宝了。接连买在起涨点的好眼光，让泰胡图一家的财产持续暴增，此时若离开市场几乎已经能称得上是财富自由。
不过，泰胡图表示，现在还远远不到出场的时机。他坚信比特币在短短的一两年内还会继续书写 历史 新高记录，就算在2022年达到20万美元，他也不会感到惊讶。
而在过去4年内泰胡图一家一直在环游世界，截至目前已经游历超过40个国家。
泰胡图透漏他一家人到现在还是没有任何银行账户及房产，所有家当仍全部投入到高度波动的比特币中。但基于强大的信仰，他对此并不感到担忧。
我们最后来看一个不知道该归列于幸运还是悲剧的事件。
这是过去几天热腾腾的新闻，美国加州一名城市设计师托马斯在10年前比特币刚问世时，受邀制作一段有关比特币运作的教学动画，并收到7002枚比特币作为酬劳。
在当时1枚比特币仅值数美元，托马斯未作多想，便将这笔比特币存进一个数字钱包中，并把这个钱包放入自己的IronKey加密型U盘中。托马斯随手将U盘的密码抄在纸上，之后就把这件事忘得一干二净。
多年间，比特币多次迎来暴涨，直到上周，7002枚比特币价值已高达2.81美元。托马斯这才想起自己拥有这笔巨款，但抄写U盘密码的纸条却早已遗失，而托马斯自己怎么都想不起密码，只能看着自己手上这个存有巨额财富的U盘干着急。
由于托马斯的U盘有着最高等级的安全保护，只要连续输错10次密码就会永久加密。这不仅代表U盘将被永久上锁，更意味着托马斯将跟世人梦寐以求的富豪生活说再见。
托马斯说自己在过去这段时间内时时刻刻都在设法找回密码，他花了数个小时，躺在床上尽全力回想自己过去常用的密码，一旦想到一个就立刻跑去电脑前尝试，却没有一个通过。
如今托马斯已经输入8次错误密码，只要再输错2次，将永久与这笔巨款告别。
事件曝光后，任教美国斯坦福大学的网络安全专家亚历克斯公开对托马斯喊话，强烈建议他不要再瞎猜密码，而是转交专业人士破解。
亚历克斯提议，只要托马斯愿意将U盘中的一成比特币作为酬劳，自己可以在半年内破解这个U盘。
不过目前还没有进一步的消息传出，我们无从得知托马斯究竟是会继续设法想密码，还是向亚历克斯或其他收费更为低廉的专家求助。
一、 中本聪发现比特币，如今淡出比特币圈。美籍日本人中本聪在十二年前的金融危机之后，在互联网算法中发现了一种全新的数字货币，那就是比特币，即一种由一大串数字构成的虚拟货币。比特币的价值体现在区块链中，那时一种去中心化的点对点信息传输手段。中本聪在世界经济低迷之际，做出了对比特币的白皮书，一时间引起了很多人的注意。作为世界首个发现比特币的中本聪，他接下来便组建团队，着手进行比特币的挖掘工作，即利用算法去找到节点之间的数字密码，被称比特币。
被人称为无政府主义者的中本聪，理所当然在比特币的交易中获取了大量中间价，毕竟如今的比特币已经溢价到了一万美元每个的程度。但或是已经看淡比特币市场，不久之前，中本聪全身而退，将比特币交易运作交给继任者接管，自己已经隐退“江湖”了。
二、 第一个吃螃蟹的人杨林科，创建我国比特币交易平台。
杨林科是浙江温州人，自小就有经商天赋，而且眼光极准。他在第一次接触比特币时，就预感它将为自己带来巨大的财富，于是和他的伙伴黄啸宇合作创办了我国首个数字货币交易平台。我国接触比特币的人不少，但是苦于没有比较正规的国内交易渠道，大部分人会在国外平台进行交易，或者私下买卖。杨科林创办平台之后，正好填补了需求，一时间涌入了非常多比特币玩家，而且在他之后，比特币交易平台就像雨后竹笋一样，纷纷创建。那时，比特币迎来了“升值”，当初一美元一个的比特币，现在已经需要三十美元了，杨林科当然挣了大钱。
比特币从以前的几十枚只要几块人民币到现在的一枚达到几十万，翻了数不清的跟头了，按照最早购买的储藏的价格话，现在要100倍了
『玖』 比特币是什么请通俗的解释一下讲一下它的历史
说说我的理解:有个人发明了一个方程(算法?)，这个方程有2100万个解，于是根据这个方程发展出一个游戏，就是谁找到了这个方程的一个解，就给这个人一个叫“比特币”的奖励品。于是很多人开始玩这个游戏(无聊?)。最开始，使用一般的CPU进行运算很快就能找出这个方程的一些解，比如说玩家A说我找到了解a1，于是A向所有参与游戏的人询问“你们找到a1这个解了吗?”于是所有人都带着a1这个解去验证，并查询自己是否已经计算过了a1，如果都没有人对“a1是这个方程的一个解”提出异议，并且没有人在A之前找到了a1，那么很幸运，A将获得一个比特币。当这个游戏参与的玩家越来越多，被找到的解也就越来越多，想要快速发现新的解就需要更强大的运算力，而解方程的过程涉及大量的浮点运算，传统CPU已经无法满足这种高精度的浮点运算，于是主要的运算任务交给了更擅长浮点运算的GPU进行(发展到后来就是专业挖矿机)。本来这是一堆极客玩的游戏，但是某些银行家发现了比特币的货币特性，于是开始用真实流通的货币去购买比特币，使比特币与金融货币挂钩，于是比特币逐渐得开始拥有货币的属性并拥有一定的价值(因为有人愿意用美元买比特币)。总结一个比特币是一个方程的2100万个解的其中一个，有人愿意用美元或是其他货币去兑换比特币，那么比特币是有价值的，如果没有人愿意拿货币兑换比特币了，比特币就毫无价值。
『拾』 区块链的核心技术是什么
简单来说，区块链是一个提供了拜占庭容错、并保证了最终一致性的分布式数据库；从数据结构上看，它是基于时间序列的链式数据块结构；从节点拓扑上看，它所有的节点互为冗余备份；从操作上看，它提供了基于密码学的公私钥管理体系来管理账户。
或许以上概念过于抽象，我来举个例子，你就好理解了。
你可以想象有 100 台计算机分布在世界各地，这 100 台机器之间的网络是广域网，并且，这 100 台机器的拥有者互相不信任。
那么，我们采用什么样的算法（共识机制）才能够为它提供一个可信任的环境，并且使得：
节点之间的数据交换过程不可篡改，并且已生成的历史记录不可被篡改；
每个节点的数据会同步到最新数据，并且会验证最新数据的有效性；
基于少数服从多数的原则，整体节点维护的数据可以客观反映交换历史。
区块链就是为了解决上述问题而产生的技术方案。
二、区块链的核心技术组成
无论是公链还是联盟链，至少需要四个模块组成：P2P 网络协议、分布式一致性算法（共识机制）、加密签名算法、账户与存储模型。
1、P2P 网络协议
P2P 网络协议是所有区块链的最底层模块，负责交易数据的网络传输和广播、节点发现和维护。
通常我们所用的都是比特币 P2P 网络协议模块，它遵循一定的交互原则。比如：初次连接到其他节点会被要求按照握手协议来确认状态，在握手之后开始请求 Peer 节点的地址数据以及区块数据。
这套 P2P 交互协议也具有自己的指令集合，指令体现在在消息头（Message Header) 的 命令（command）域中，这些命令为上层提供了节点发现、节点获取、区块头获取、区块获取等功能，这些功能都是非常底层、非常基础的功能。如果你想要深入了解，可以参考比特币开发者指南中的 Peer Discovery 的章节。
2、分布式一致性算法
在经典分布式计算领域，我们有 Raft 和 Paxos 算法家族代表的非拜占庭容错算法，以及具有拜占庭容错特性的 PBFT 共识算法。
如果从技术演化的角度来看，我们可以得出一个图，其中，区块链技术把原来的分布式算法进行了经济学上的拓展。
在图中我们可以看到，计算机应用在最开始多为单点应用，高可用方便采用的是冷灾备，后来发展到异地多活，这些异地多活可能采用的是负载均衡和路由技术，随着分布式系统技术的发展，我们过渡到了 Paxos 和 Raft 为主的分布式系统。
而在区块链领域，多采用 PoW 工作量证明算法、PoS 权益证明算法，以及 DPoS 代理权益证明算法，以上三种是业界主流的共识算法，这些算法与经典分布式一致性算法不同的是，它们融入了经济学博弈的概念，下面我分别简单介绍这三种共识算法。
PoW： 通常是指在给定的约束下，求解一个特定难度的数学问题，谁解的速度快，谁就能获得记账权（出块）权利。这个求解过程往往会转换成计算问题，所以在比拼速度的情况下，也就变成了谁的计算方法更优，以及谁的设备性能更好。
PoS： 这是一种股权证明机制，它的基本概念是你产生区块的难度应该与你在网络里所占的股权（所有权占比）成比例，它实现的核心思路是：使用你所锁定代币的币龄（CoinAge）以及一个小的工作量证明，去计算一个目标值，当满足目标值时，你将可能获取记账权。
DPoS： 简单来理解就是将 PoS 共识算法中的记账者转换为指定节点数组成的小圈子，而不是所有人都可以参与记账。这个圈子可能是 21 个节点，也有可能是 101 个节点，这一点取决于设计，只有这个圈子中的节点才能获得记账权。这将会极大地提高系统的吞吐量，因为更少的节点也就意味着网络和节点的可控。
3、加密签名算法
在区块链领域，应用得最多的是哈希算法。哈希算法具有抗碰撞性、原像不可逆、难题友好性等特征。
其中，难题友好性正是众多 PoW 币种赖以存在的基础，在比特币中，SHA256 算法被用作工作量证明的计算方法，也就是我们所说的挖矿算法。
而在莱特币身上，我们也会看到 Scrypt 算法，该算法与 SHA256 不同的是，需要大内存支持。而在其他一些币种身上，我们也能看到基于 SHA3 算法的挖矿算法。以太坊使用了 Dagger-Hashimoto 算法的改良版本，并命名为 Ethash，这是一个 IO 难解性的算法。
当然，除了挖矿算法，我们还会使用到 RIPEMD160 算法，主要用于生成地址，众多的比特币衍生代码中，绝大部分都采用了比特币的地址设计。
除了地址，我们还会使用到最核心的，也是区块链 Token 系统的基石：公私钥密码算法。
在比特币大类的代码中，基本上使用的都是 ECDSA。ECDSA 是 ECC 与 DSA 的结合，整个签名过程与 DSA 类似，所不一样的是签名中采取的算法为 ECC（椭圆曲线函数）。
从技术上看，我们先从生成私钥开始，其次从私钥生成公钥，最后从公钥生成地址，以上每一步都是不可逆过程，也就是说无法从地址推导出公钥，从公钥推导到私钥。
4、账户与交易模型
从一开始的定义我们知道，仅从技术角度可以认为区块链是一种分布式数据库，那么，多数区块链到底使用了什么类型的数据库呢？
我在设计元界区块链时，参考了多种数据库，有 NoSQL 的 BerkelyDB、LevelDB，也有一些币种采用基于 SQL 的 SQLite。这些作为底层的存储设施，多以轻量级嵌入式数据库为主，由于并不涉及区块链的账本特性，这些存储技术与其他场合下的使用并没有什么不同。
区块链的账本特性，通常分为 UTXO 结构以及基于 Accout-Balance 结构的账本结构，我们也称为账本模型。UTXO 是“unspent transaction input/output”的缩写，翻译过来就是指“未花费的交易输入输出”。
这个区块链中 Token 转移的一种记账模式，每次转移均以输入输出的形式出现；而在 Balance 结构中，是没有这个模式的。