挖矿：在区块链上创造网络共识

所有的比特币交易都会通过全网广播，并且这些交易都会由矿工来验证它的有效性，最后把一段时间内所有有效的交易放进一个区块中。接着这个区块中的内容被散列成一个不断增长的随机数（nonce），直到产生的结果包含一定数目的leading zeroes（困难度）。

整个网络会动态地调整难度，以控制区块每十分钟一个产生一个。由于哈希算法的结果是不可预测的，所以找到一个有效的哈希值需要一定的计算能力和运气。一个人拥有越多的计算资源，他就有更大机会在其他人之前找到这个有效的哈希值。

当一个区块被挖出，就会广播全网，在接受这个区块成为整个网络的下一个区块之前，其他节点会验证这个区块中的所有交易是否有效，提供的随机哈希值是否有效。最后这个通过验证的区块会添加进区块链中，并同步进每个节点的本地数据库。

比特币的所有权链条是如何开始的呢？比特币协议规定了每个区块可以包括一笔发送给矿工，数额为25个比特币的交易，这25个比特币是凭空生成的。这样的设计将激励矿工支持比特币网络。如果一个比特币的所有权可以被追溯到这样的一笔特殊交易，那么这个比特币就可以被认证为是非伪造的。这是创造增加新的比特币的唯一方式。

只要超过51%的计算资源掌握在诚实节点手中，比特币就是安全的。但是如果一个恶意的用户控制了51%的网络计算资源，他就可以伪造交易记录，即使一开始诚实节点领先他一些区块，他最终也会不可避免地追上。因为在比特币协议中规定最长的区块链是有效的。

额外练习：

比特币中的UTXO。在比特币中， 比特币用户持有的不是一个可无限可分的货币单位集合。与此相反，比特币用户使用 “未花费交易输出”（unspent transaction outputs，UTXO)。如果一个矿工想用刚刚挖矿的25个比特币购买标价为1个比特币的咖啡，他必须指定这25个比特币（UTXO）为这笔交易的输入，并为这笔交易指定两个输出：第一个输出发送1个比特币到咖啡卖家，第二个输出发送24个比特币到自己的地址，作为找零。如果再次购买咖啡，这24个比特币将构成一个单一UTXO。购买更加昂贵的商品时，一笔交易输入中的多个UTXOs，它将被作为一个新的、单一的UTXO被商家接收。以太坊没有使用UTXO机制，它的账户余额是可分的。

现在，你了解了比特币区块链的基本原理。如果你没有完全了解它，先别觉得它不好。试着深入了解它，你会开始产生一个梦想。

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编译者/作者：sky110

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