最近看了許多解釋區(qū)塊鏈的文章，發(fā)現(xiàn)很多文章要么
過于概念化或談及一些應(yīng)用前景和行業(yè)判斷，要么又過于專業(yè)晦澀，使得很多
沒有技術(shù)底子的小伙伴難以真正理解區(qū)塊鏈技術(shù)。由于以上的原因，我希望通
過一筆比特幣交易的完整生命周期來解釋比特幣中的區(qū)塊鏈技術(shù)。在這樣具體?
流程的場(chǎng)景下，我相信會(huì)更容易理解區(qū)塊鏈。
基本常識(shí)：
區(qū)塊鏈不等于比特幣，區(qū)塊鏈只是比特幣系統(tǒng)用來記錄交易信息的賬
簿；
比特幣沒有賬戶余額的概念，所有的交易只記錄資金的來源和去向，所
謂賬戶余額是區(qū)塊鏈中計(jì)算出來的結(jié)果；
挖礦獎(jiǎng)勵(lì)是為了維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)鼓勵(lì)人們利用自己設(shè)備的算力資源來共同
驗(yàn)證每筆交易的有效性而給予的獎(jiǎng)勵(lì)；
假設(shè)一筆比特幣交易 A 一旦被創(chuàng)建，它的生命周期就開始了。隨后，交易 A 會(huì)
被一個(gè)或者多個(gè)簽名加密（這些簽名用來說明交易 A 的資金流向是被資金的擁有
者所許可的）。而后，交易 A 被廣播到比特幣網(wǎng)絡(luò)中，最快收到廣播信息的是相
鄰的2-3個(gè)節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)都會(huì)參與驗(yàn)證這筆交易，于此同時(shí)將交易在網(wǎng)絡(luò)中再次
進(jìn)行廣播，直到這筆交易 A 被網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)節(jié)點(diǎn)（所有下載比特幣客戶端的設(shè)備
都有可能成為這樣的節(jié)點(diǎn)）接收。
最終，交易 A 被一個(gè)正在參與挖礦的節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證，交易 A 連同其它一些近期被創(chuàng)
建的交易一起被打包到一個(gè)區(qū)塊 B 中，并被添加到區(qū)塊鏈上，這時(shí)整個(gè)區(qū)塊鏈就
被延長(zhǎng)并新增了一個(gè)區(qū)塊 B 。區(qū)塊 B 獲得 6 次以上的“確認(rèn)”時(shí)就被認(rèn)為是不
可撤銷的，因?yàn)橐蜂N和重建六個(gè)區(qū)塊需要巨量的計(jì)算，交易被打包在一起放進(jìn)
區(qū)塊中時(shí)需要極大的計(jì)算量來證明，但只需少量計(jì)算就能驗(yàn)證它們已被證明。
我們將上面的交易過程描述簡(jiǎn)單細(xì)分為以下 6 個(gè)步驟：
1. 產(chǎn)生新交易
2. 簽名加密
3. 交易在比特幣網(wǎng)絡(luò)中傳播
4. 整合交易&構(gòu)建新區(qū)塊
5. 挖礦
6. 新區(qū)塊連接到區(qū)塊鏈
接下來，我們將詳細(xì)分析 6 個(gè)交易步驟中的具體細(xì)節(jié)和所采用到的底層技術(shù)，在
解釋每個(gè)步驟和具體的概念時(shí)，我都將舉出適當(dāng)?shù)睦觼韼椭斫?，如果依然沒
有讀懂，那肯定是你看的太快了……
當(dāng)隔壁老王想要將自己錢包中的一個(gè)比特幣轉(zhuǎn)賬給老張時(shí)，這個(gè)交易就被老王的
錢包所構(gòu)建了。
將一筆比特幣交易理解成紙質(zhì)支票有助于我們的理解，一筆比特幣交易是一個(gè)有
著貨幣轉(zhuǎn)移目的工具， 如同當(dāng)收款人或持票人拿著支票到銀行時(shí)，銀行會(huì)無條件
支付其規(guī)定數(shù)量的金額。并且交易發(fā)起人并不一定是簽署該筆交易的人。
比特幣交易可以被任何人在線上或線下創(chuàng)建，即便創(chuàng)建這筆交易的人不是這個(gè)賬
戶的授權(quán)簽字人。就像一家企業(yè)中秘書開出的這張支票（發(fā)起交易），需要等待
Boss簽署該筆交易（數(shù)字簽名）。
有以下 4 個(gè)概念需要展開理解，用以更加深入地理解“新交易構(gòu)建”的一些細(xì)
節(jié)：
UTXO
交易輸出
交易輸入
交易費(fèi)
UTXO易于理解的說就像是賬戶的余額。它是比特幣交易的基本單位，是未經(jīng)使用
的一個(gè)交易輸出，Unspent Transaction Output，簡(jiǎn)稱UTXO，“未花費(fèi)的交易輸
出”。UTXO不能再分割，1 個(gè)UTXO可以是 1“聰” 的任意倍，就像美元可以被分
割成“美分”一樣，“分”就不可以再分割了。UTXO被記錄于區(qū)塊鏈中，比特幣
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)著以百萬為單位的所有可用的UTXO。
假設(shè)隔壁老王此時(shí)擁有 1.9 比特幣，當(dāng)隔壁老王接收到 0.1 比特幣時(shí)，這個(gè)金
額被當(dāng)作UTXO記錄到區(qū)塊鏈里，現(xiàn)在老王一共擁有的 2 比特幣，同樣都被當(dāng)作
UTXO分散到數(shù)百個(gè)交易和數(shù)百個(gè)區(qū)塊中。實(shí)際上，并不存在一個(gè)儲(chǔ)存比特幣的地
址或賬戶余額的地方，只有被老王（所有者）鎖住的、分散的UTXO。
因此，
?
這個(gè)概念，是通過掃描區(qū)塊鏈并聚合所有屬于
該用戶的UTXO來計(jì)算該用戶的余額。
一筆比特幣交易是一個(gè)含有輸入值和輸出值的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包含了將一筆資金
從初始地址（輸入）轉(zhuǎn)移至目標(biāo)地址（輸出）的代碼信息：
。
每一筆比特幣交易創(chuàng)造輸出，輸出都會(huì)被比特幣賬簿記錄下來。所有的輸出都能
創(chuàng)造一定數(shù)量的可用于支付的比特幣（也就是UTXO）。這些UTXO會(huì)被整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所
識(shí)別記錄，其所有者可在未來的交易中使用它們。給隔壁老王發(fā)送比特幣實(shí)際上
是創(chuàng)造新的UTXO，并且能被他用于新的支付。
交易輸入是指向UTXO的指針，當(dāng)用戶付款時(shí)，他的錢包通過選擇可用的UTXO來構(gòu)
造一筆交易。
隔壁老王想要支付0.015比特幣，他的錢包應(yīng)用會(huì)選擇一個(gè) 0.01 UTXO和一
個(gè) 0.005 UTXO，使用它們加在一起來得到想要的付款金額。
大多數(shù)交易包含交易費(fèi)，這是為了在網(wǎng)絡(luò)安全方面給比特幣礦工一種補(bǔ)償。大多
數(shù)錢包自動(dòng)計(jì)算并計(jì)入交易費(fèi)，交易費(fèi)被挖出這個(gè)區(qū)塊的礦工得到，并且記錄在
這個(gè)交易的區(qū)塊鏈中。交易的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒有交易費(fèi)的字段，意味著你無法從交易
信息中直接看到交易費(fèi)的金額。
隔壁老王想要消費(fèi)支付0.015比特幣，為了自己的交易被礦工優(yōu)先處理，他
愿意支付0.001比特幣作為交易費(fèi)，那么老王的錢包至少需要從區(qū)塊鏈記錄中整合
至少0.016比特幣的UTXO。假設(shè)他的錢包有一個(gè)0.2比特幣的UTXO可用，那么這筆
新的交易就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)0.2比特幣的輸入，和兩個(gè)輸出：一個(gè)是0.015比特幣的消
費(fèi)金額被支付給目標(biāo)地址，另一個(gè)0.184比特幣的輸出作為找零支付給老王的錢包
地址，其中有0.001比特幣未分配，就是“隱藏的”交易費(fèi)用。
一定要定義清楚0.184比特幣是一個(gè)指向老王自己錢包的輸出，
這樣找零才會(huì)有效“退回”給老王的錢包，否則0.184比特幣也都將成為交易費(fèi)，
被礦工挖到這份驚喜的“紅包”。
一筆比特幣交易一旦被創(chuàng)建，它就會(huì)被資金所有者(可能存在多位所有者)簽名。
如果它是合法創(chuàng)建并簽名的，則該筆交易現(xiàn)在就是有效的。它包含資金轉(zhuǎn)移時(shí)所
需要的所有信息。用戶的私鑰用于生成支付比特幣所必需的簽名，來證明資金的
所有權(quán)，這樣的簽名加密是為了確保交易內(nèi)容不被篡改。
網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)收到交易信息后，會(huì)對(duì)交易的合法性進(jìn)行檢查，資金所有者的簽名加
密是重要的驗(yàn)證依據(jù)，檢查都通過后，則將交易標(biāo)記為合法的未確認(rèn)交易，才會(huì)
在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行廣播。
有以下 4 個(gè)概念需要展開理解，用以更加深入的理解“簽名加密”的一些細(xì)節(jié)：
私鑰
公鑰
錢包
交易腳本
一個(gè)比特幣錢包中包含一系列的密鑰對(duì)，每個(gè)密鑰對(duì)包括一個(gè)私鑰和一個(gè)公鑰。
私鑰是一個(gè)數(shù)字，通常是隨機(jī)產(chǎn)生的。一個(gè)比特幣地址中的所有資金的控制取決
于相應(yīng)私鑰的所有權(quán)和控制權(quán)。私鑰必須保密，因?yàn)橐坏┍恍孤?，相?dāng)于該私鑰
保護(hù)下比特幣也就丟失了。
通過在一個(gè)密碼學(xué)安全的隨機(jī)源中取出一串隨機(jī)字節(jié)，對(duì)其使用SHA256哈希算法
進(jìn)行運(yùn)算，生成了一個(gè)256位的數(shù)字，這樣的一個(gè)數(shù)字就可以作為私鑰。以十六進(jìn)
制格式表示一個(gè)隨機(jī)生成的私鑰，即：
通過橢圓曲線算法可以從私鑰計(jì)算得到公鑰，這是不可逆轉(zhuǎn)的過程。由公鑰經(jīng)過
單向的加密哈希算法生成的比特幣地址以數(shù)字“1”開頭，在交易中比特幣地址就
是收款人的地址。
比特幣錢包是私鑰的容器，錢包只包含私鑰而不是比特幣，每一個(gè)用戶有一個(gè)包
含多個(gè)私鑰的錢包。錢包中包含成對(duì)的私鑰和公鑰，用戶用這些私鑰來簽名交
易。
其中一種常見且典型的錢包就是使用“助記碼詞匯”做為種子，而生成私鑰的錢
包。這樣的單詞的序列可以重新創(chuàng)建種子，并重新創(chuàng)造錢包以及所有私鑰。在首
次創(chuàng)建錢包時(shí)，帶有助記碼的錢包應(yīng)用程序?qū)?huì)向使用者生成一個(gè)12至24個(gè)單
詞，單詞的順序就是錢包的備份。
一般每個(gè)交易都會(huì)包括兩個(gè)腳本：
輸出腳本，scriptPubKey和輸入腳本，scriptSig。
輸出腳本一般由付款方對(duì)交易設(shè)置鎖定，用來對(duì)收款方進(jìn)行權(quán)限控制，例如限制
必須是某個(gè)公鑰 (比特幣地址) 的擁有者才能花費(fèi)這筆交易。
輸入腳本 (簽名腳本) 常常含有一個(gè)被用戶的私鑰生成的數(shù)字簽名，用來證明自
己可以滿足交易輸出腳本的鎖定條件，即對(duì)某筆交易中比特幣資金的擁有權(quán)。
比特幣交易的輸入和輸出并非只是簡(jiǎn)單對(duì)應(yīng)了付款人的私鑰和收
款人的公鑰地址，而是還包含了更多的內(nèi)容，通過腳本可以直接驗(yàn)證交易的有效
性，并且實(shí)現(xiàn)了更多復(fù)雜的交易方式，比如“多重簽名腳本”，保證只有自己和
第三方錢包共同簽名后才可動(dòng)用輸出，這樣保證了黑客在攻擊了第三方錢包后也
無法花掉用戶的比特幣。
一筆交易需要傳遞至比特幣網(wǎng)絡(luò)，才能被傳播，也才能加入?yún)^(qū)塊鏈中。一筆比特
幣交易只是300到400字節(jié)的數(shù)據(jù)，一旦交易被發(fā)送到任意一個(gè)連接至比特幣網(wǎng)絡(luò)
的節(jié)點(diǎn)，這筆交易將會(huì)被該節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證。如果交易被驗(yàn)證有效，該節(jié)點(diǎn)將會(huì)將這筆
交易傳播到這個(gè)節(jié)點(diǎn)所連接的其他節(jié)點(diǎn)。
無論交易是否被節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證有效，交易發(fā)起者會(huì)收到一條回執(zhí)消息，包含了此筆交
易是否被接受的返回信息。在幾秒鐘之內(nèi)，一筆有效的交易就會(huì)呈指數(shù)級(jí)擴(kuò)散的
效率在網(wǎng)絡(luò)中傳播，直到所有連接到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)都接收到它。
每一個(gè)節(jié)點(diǎn)在傳播每一筆交易之前均進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證。因此，一個(gè)
異常交易所能到達(dá)的節(jié)點(diǎn)不會(huì)超過一個(gè)。所以，比特幣網(wǎng)絡(luò)能有效抵御入侵，避
免垃圾信息的濫發(fā)和有效拒絕服務(wù)攻擊。
有以下 4 個(gè)概念需要展開理解，用以更加深入的理解“交易傳播”的一些細(xì)節(jié)：
客戶端
完整節(jié)點(diǎn)
輕量節(jié)點(diǎn) (SPV) 節(jié)點(diǎn)
挖礦節(jié)點(diǎn)
bitcoin.org可以下載標(biāo)準(zhǔn)客戶端，即比特幣核心，也叫“中本聰客戶
端”（satoshi client）。它包括了比特幣系統(tǒng)的所有內(nèi)容：錢包功能、整個(gè)交
易賬簿（區(qū)塊鏈）的完整拷貝、交易確認(rèn)引擎，P2P比特幣網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)完整網(wǎng)絡(luò)
節(jié)點(diǎn)。
保有一份完整的、最新的區(qū)塊鏈拷貝的節(jié)點(diǎn)被稱為“完整節(jié)點(diǎn)”。完整節(jié)點(diǎn)能夠
獨(dú)立自主地校驗(yàn)所有交易， 而不需借由任何外部參照。
只保留了區(qū)塊鏈的一部分，通過一種名為“簡(jiǎn)易支付驗(yàn)證（SPV）”的方式來完成
交易驗(yàn)證的節(jié)點(diǎn)被稱為“SPV節(jié)點(diǎn)”， 又叫“輕量節(jié)點(diǎn)”。越來越多的用戶錢包
都是SPV節(jié)點(diǎn)，尤其是運(yùn)行于智能手機(jī)等資源受限設(shè)備上，這些設(shè)備沒有空間存儲(chǔ)
完整的 150G 大小的區(qū)塊鏈。
挖礦節(jié)點(diǎn)通過運(yùn)行在特殊硬件設(shè)備上的工作量證明算法，以相互競(jìng)爭(zhēng)的方式創(chuàng)建
新的區(qū)塊。一些挖礦節(jié)點(diǎn)同時(shí)也是全節(jié)點(diǎn)，保有區(qū)塊鏈的完整拷貝；還有一些參
與礦池挖礦的節(jié)點(diǎn)是輕量級(jí)節(jié)點(diǎn)，它們必須依賴礦池服務(wù)器維護(hù)的全節(jié)點(diǎn)進(jìn)行工
作。
驗(yàn)證交易后，每個(gè)比特幣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)會(huì)將這些交易添加到自己的內(nèi)存池中，內(nèi)存池
也稱作交易池，用來暫存尚未被加入到區(qū)塊的交易記錄。而挖礦節(jié)點(diǎn)除了收集和
驗(yàn)證交易以外，還會(huì)將這些交易打包到一個(gè)候選的區(qū)塊中。
挖礦節(jié)點(diǎn)需要為內(nèi)存池中的每筆交易分配一個(gè)優(yōu)先級(jí)，并選擇較高優(yōu)先級(jí)的交易
記錄來構(gòu)建候選區(qū)塊，在區(qū)塊被填滿后，內(nèi)存池中的剩余交易會(huì)成為下一個(gè)區(qū)塊
的候選交易。例如，一個(gè)挖礦節(jié)點(diǎn)從內(nèi)存池中整合到了全部的交易，新的候選區(qū)
塊包含有418筆交易，總的礦工費(fèi)為0.09094925個(gè)比特幣。
現(xiàn)在既然創(chuàng)建好了一個(gè)包含418筆交易的候選區(qū)塊，挖礦節(jié)點(diǎn)就準(zhǔn)備拿它來挖礦。
臨時(shí)未驗(yàn)證的交易池
交易優(yōu)先級(jí)
區(qū)塊結(jié)構(gòu)
礦池
比特幣網(wǎng)絡(luò)中幾乎每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)維護(hù)一份未確認(rèn)交易的臨時(shí)列表，被稱為內(nèi)存池
或交易池。節(jié)點(diǎn)們利用這個(gè)池來追蹤記錄那些被網(wǎng)絡(luò)所知曉但還未被區(qū)塊鏈所包
含的交易。交易池是存儲(chǔ)在本地內(nèi)存中，并不是存儲(chǔ)在硬盤里，因此不同節(jié)點(diǎn)的
兩池內(nèi)容可能有很大差別。
交易優(yōu)先級(jí)
挖礦節(jié)點(diǎn)需要為內(nèi)存池中的每筆交易分配一個(gè)優(yōu)先級(jí)，并選擇較高優(yōu)先級(jí)的交易
記錄來構(gòu)建候選區(qū)塊。交易的優(yōu)先級(jí)是由交易輸入所花費(fèi)的UTXO的交易創(chuàng)建時(shí)間
決定，交易輸入值高且創(chuàng)建時(shí)間較早的交易比那些較新且輸入值小的交易擁有更
高的優(yōu)先級(jí)。
區(qū)塊中用來存儲(chǔ)交易的前50K字節(jié)是保留給較高優(yōu)先級(jí)交易的，如果區(qū)塊中有足夠
的空間，高優(yōu)先級(jí)的交易行為將不需要礦工費(fèi)。礦工費(fèi)越高，交易被處理的優(yōu)先
級(jí)也越高。
區(qū)塊是一種聚合了交易信息容器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。由區(qū)塊頭和區(qū)塊主體組成，區(qū)塊頭
是80字節(jié)，而平均每個(gè)交易至少是250字節(jié)，而且平均每個(gè)區(qū)塊至少包含超過500
個(gè)交易。
1. 用于連接前面的區(qū)塊、索引自父區(qū)塊哈希值的數(shù)據(jù)；
2. 挖礦難度、Nonce（用于工作量證明算法的計(jì)數(shù)器）、時(shí)間戳；
3. 能夠總結(jié)并快速歸納校驗(yàn)區(qū)塊中所有交易數(shù)據(jù)的Merkle（默克爾）樹根
數(shù)據(jù)。
改變了原來挖礦獎(jiǎng)勵(lì)由一個(gè)勝出礦工獨(dú)自獲得的狀態(tài)，采用團(tuán)隊(duì)協(xié)作方式來集中
算力進(jìn)行挖礦，對(duì)產(chǎn)出的數(shù)字貨幣按照算力進(jìn)行分配。
采礦成為一項(xiàng)團(tuán)隊(duì)運(yùn)動(dòng)，一群礦工于2010年12月16日一起在slush礦池挖出了它的
第一個(gè)區(qū)塊。根據(jù)其所貢獻(xiàn)的工作量，每位礦工都獲得了相應(yīng)的報(bào)酬。此后的兩
個(gè)月間，slush礦池的算力從1 400Mhash/s增長(zhǎng)到了60Ghash/s。
現(xiàn)在既然已經(jīng)創(chuàng)建好了一個(gè)候選區(qū)塊，挖礦節(jié)點(diǎn)就準(zhǔn)備拿它來挖礦。礦工們爭(zhēng)相
完成一種基于加密哈希算法的數(shù)學(xué)難題，獲勝者有權(quán)在區(qū)塊鏈上進(jìn)行交易記錄并
得到獎(jiǎng)勵(lì)。每 10 分鐘左右生成一個(gè)不超過 1 MB 大小的新區(qū)塊，這個(gè)區(qū)塊記錄
了這 10 分鐘內(nèi)發(fā)生并驗(yàn)證過的交易內(nèi)容。礦工們?cè)谕诘V過程中會(huì)得到兩種類型
的獎(jiǎng)勵(lì)：創(chuàng)建新區(qū)塊的新幣獎(jiǎng)勵(lì)，以及區(qū)塊中所含交易的交易費(fèi)。
一旦某一個(gè)挖礦節(jié)點(diǎn)在算力競(jìng)爭(zhēng)中勝出，優(yōu)先得到了數(shù)學(xué)難題的答案，會(huì)立刻將
這個(gè)區(qū)塊發(fā)給它的所有相鄰節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)在接收并
?
這個(gè)新區(qū)塊后，也
會(huì)繼續(xù)傳播此區(qū)塊，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)將它作為新區(qū)塊加到自身節(jié)點(diǎn)的區(qū)塊鏈副本
中。
工作量證明
創(chuàng)幣交易
Coinbase獎(jiǎng)勵(lì)和礦工費(fèi)
Proof of Work，通過計(jì)算來猜測(cè)一個(gè)數(shù)值（nonce）。具體到比特幣，礦工必須
要在滿足全網(wǎng)目標(biāo)難度的情況下求解SHA256算法。優(yōu)先完成工作量證明的礦工可
以獲得比特幣獎(jiǎng)勵(lì)。保證在一段時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)中只能出現(xiàn)少數(shù)合法提案。
哈希問題具有不可逆的特點(diǎn)，只有通過暴力計(jì)算找到問題的答案。一旦獲得符合
要求的nonce，說明在概率上是付出了對(duì)應(yīng)的算力。誰的算力多，誰最先解決問題
的概率就越大。
區(qū)塊中的第一筆交易是筆特殊交易，稱為創(chuàng)幣交易或者Coinbase交易，這個(gè)交易
是挖礦節(jié)點(diǎn)構(gòu)造并用來獎(jiǎng)勵(lì)礦工們所做的貢獻(xiàn)的。
創(chuàng)幣交易的輸入：創(chuàng)幣交易于其他交易的不同點(diǎn)在于其交易輸入沒有
UTXO，也沒有“輸入腳本”。這個(gè)字段被Coinbase數(shù)據(jù)替代，除開始的
幾個(gè)字節(jié)外，礦工可以任意使用Coinbase的其他部分，隨意填充任何數(shù)
據(jù)。因此，中本聰在創(chuàng)世區(qū)塊的Coinbase中填入了這樣的數(shù)據(jù) “The
Times 03/Jan/ 2009 Chancellor on brink of secondbailout for
banks”。
創(chuàng)幣交易的輸出：由挖礦勝出的礦工構(gòu)建并將創(chuàng)幣獎(jiǎng)勵(lì)和礦工費(fèi)一起支
付給了自己的比特幣錢包地址。
礦工們?cè)谕诘V過程中會(huì)得到兩種類型的獎(jiǎng)勵(lì)：創(chuàng)建新區(qū)塊的新幣獎(jiǎng)勵(lì)，以及區(qū)塊
中所含交易的交易費(fèi)。比特幣的貨幣是通過挖礦發(fā)行的，大約每四年減少一半。
2009年1月每個(gè)區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)50個(gè)比特幣，到2012年11月減半為每個(gè)區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)25個(gè)比特
幣，現(xiàn)在每個(gè)新區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)12.5個(gè)比特幣。比特幣挖礦獎(jiǎng)勵(lì)以指數(shù)方式遞減，直到
2140年所有的比特幣全部發(fā)行完畢，不會(huì)再有新的比特幣產(chǎn)生。
例如：隔壁老王的挖礦節(jié)點(diǎn)構(gòu)造了一個(gè)創(chuàng)幣交易，支付給自己12.59094928枚比特
幣，其中12.5個(gè)比特幣是Coinbase獎(jiǎng)勵(lì)，0.09094928比特幣是礦工費(fèi)。
比特幣交易生命周期的最后一步是將新區(qū)塊連接至有最大工作量證明的鏈中。一
個(gè)節(jié)點(diǎn)一旦驗(yàn)證了一個(gè)新的區(qū)塊，它將嘗試將新的區(qū)塊連接到到現(xiàn)存的區(qū)塊鏈組
裝起來。
節(jié)點(diǎn)維護(hù)三種區(qū)塊：第一種是連接到主鏈上的區(qū)塊，第二種是從主鏈上產(chǎn)生分支
的（備用鏈）區(qū)塊 ，最后一種是在已知鏈中沒有找到已知父區(qū)塊的。在驗(yàn)證過程
中，一旦發(fā)現(xiàn)有不符合標(biāo)準(zhǔn)的地方，驗(yàn)證就會(huì)失敗，區(qū)塊會(huì)被節(jié)點(diǎn)拒絕并不會(huì)加
入到任何一條鏈中。
如果節(jié)點(diǎn)收到了一個(gè)有效的區(qū)塊，而在現(xiàn)有的區(qū)塊鏈中卻未找到它的父區(qū)塊，那
么這個(gè)區(qū)塊被認(rèn)為是“孤塊”。孤塊會(huì)被保存在孤塊池中，直到它們的父區(qū)塊被
節(jié)點(diǎn)收到。
每一個(gè)節(jié)點(diǎn)總是選擇并嘗試延長(zhǎng)代表累計(jì)了最大工作量證明的區(qū)塊鏈，也就是
最長(zhǎng)的或最大累計(jì)難度的鏈，只要所有的節(jié)點(diǎn)選擇最長(zhǎng)累計(jì)難度的區(qū)塊鏈，整
個(gè)比特幣網(wǎng)絡(luò)最終會(huì)收斂到一致的狀態(tài)。
創(chuàng)世區(qū)塊
難度目標(biāo)與難度調(diào)整
區(qū)塊鏈的分叉
區(qū)塊瀏覽器
區(qū)塊鏈里的第一個(gè)區(qū)塊創(chuàng)建于2009年，被稱為創(chuàng)世區(qū)塊。它是區(qū)塊鏈里面所有區(qū)
塊的共同祖先，這意味著你從任一區(qū)塊，循鏈向后回溯，最終都將到達(dá)創(chuàng)世區(qū)
塊。
創(chuàng)世區(qū)塊的哈希值為：
000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f
在區(qū)塊瀏覽網(wǎng)站 (blockchain.info) 搜索這個(gè)區(qū)塊哈希值，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)哈希值
來描述這一區(qū)塊內(nèi)容的頁面：
比特幣的區(qū)塊平均每10分鐘生成一個(gè)。這就是比特幣貨幣發(fā)行速率和交易達(dá)成速
度的基礎(chǔ)，必須始終保持恒定。隨著技術(shù)發(fā)展，計(jì)算機(jī)性能將飛速提升。此外，
參與挖礦的人和計(jì)算機(jī)也會(huì)不斷變化。為了能讓新區(qū)塊的保持10分鐘一個(gè)的產(chǎn)生
速率，挖礦的難度必須根據(jù)這些變化進(jìn)行調(diào)整。
2009年12月30日，比特幣挖礦難度首次增長(zhǎng)。尋找一個(gè)比特幣區(qū)塊需要整個(gè)網(wǎng)絡(luò)
花費(fèi)10分鐘來處理，每發(fā)現(xiàn)2,016個(gè)區(qū)塊時(shí)會(huì)根據(jù)前2,016個(gè)區(qū)塊完成的時(shí)間對(duì)難
度進(jìn)行調(diào)整。
New Difficulty = Old Difficulty * (Actual Time of Last 2016 Blocks /
20160 minutes)
分叉發(fā)生在兩名礦工在較短的時(shí)間內(nèi)，各自都算得了工作量證明解的時(shí)候。兩個(gè)
礦工在各自的候選區(qū)塊一發(fā)現(xiàn)解，便立即傳播自己的“獲勝”區(qū)塊到網(wǎng)絡(luò)中，先
是傳播給鄰近的節(jié)點(diǎn)而后傳播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
由于每個(gè)礦工的區(qū)塊數(shù)據(jù)都不一樣，所以他們解題得出的結(jié)果也是不一樣的，都
是正確答案，只是區(qū)塊不同。區(qū)塊鏈在這個(gè)時(shí)刻，出現(xiàn)了兩個(gè)都滿足要求的不同
區(qū)塊。不同的礦工看到這兩個(gè)區(qū)塊是有先后順序的，通常情況下，礦工們會(huì)把自
己先看到的區(qū)塊復(fù)制過來，然后接著在這個(gè)區(qū)塊開始新的挖礦工作。這時(shí)分叉就
產(chǎn)生了。
從分叉的區(qū)塊起，由于分叉的鏈上礦工的數(shù)量不同，因此算力也有差別，兩條鏈
的增長(zhǎng)速度也是不一樣的，總有一條鏈的長(zhǎng)度要超過另一條。當(dāng)?shù)V工發(fā)現(xiàn)全網(wǎng)有
一條更長(zhǎng)的鏈時(shí)，他就會(huì)拋棄他當(dāng)前分叉的鏈，而繼續(xù)在更長(zhǎng)的主鏈上進(jìn)行挖礦
工作。
