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澎湃新闻|Comunion 区块链深度学习系列｜挖矿和钱包原理


北京联盟_本文原题：Comunion 区块链深度学习系列｜挖矿和钱包原理
本系列内容包含： 基本概念及原理、密码学、共识算法、钱包及节点原理、挖矿原理及实现 。
挖矿
构成区块头的因素都产生以后 ， 矿工会在Nonce中随机填入一个值 ， 比如下图中Nonce=14202 ， 接着对区块头进行哈希运算 ， 会产生一个哈希值 ， 这个哈希值会和区块头中的难度值进行比较 。
当计算哈希比难度值大的时候 ， 系统就会判定不符合要求 ， 此时需要返回继续增加Nonce值 ， 重新计算哈希值 ， 以此不断重复循环计算 ， 直到计算哈希小于难度值 ， 才会进行下一步 ， 这就是挖出了矿 。
挖出矿之后 ， 系统会将Nonce值固定到区块头中 ， 并将交易广播到全网 。
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本文插图

其实这里有一个问题是 ， 既然第一个Nonce值不行的话 ， 那为什么所有的矿工一般都是通过字征法 ， 也就是一个一个数字相加的方式去运算呢？
有的人会认为 ， 既然Nonce值是随机的 ， 那为什么填入的时候不能随机填入呢 ， 比如说1不行 ， 就填100；100不行 ， 就填500；500不行 ， 就填2000……这样概率是不是应该更大一些？
其实并不会 ， 因为哈希运算的时候 ， 即使Nonce值只改变了一个数字 ， 但是其哈希计算结果的区别却非常大 。
也就是说 ， 随机碰撞去试Nonce值的计算哈希概率并不会比顺序尝试的概率大 ， 并且还会增加矿机设计的难度 。
所以 ， 现在挖矿一般都是通过给定计算范围的方式去计算Nonce值 。
比如上图中 ， 14202不行 ， 那就14203……一直到12405 ， 这时区块哈希小于难度值 ， 这时也就是挖出了矿 ， 找到了可用区块 ， 最后将结果广播给全网 。
需要说明的是 ， 矿工挖出符合难度要求的区块之后 ， 会将这个区块广播给网络中的其他节点 ， 其他节点会验证新收到的区块是否符合难度要求 。 并且会将区块中包含的所有交易重新验证一遍 ， 包括交易是否合法 ， 交易输入和签名是否合法等 。
如果验证没有问题 ， 就会将这个区块添加到自己本地节点的账簿中 ， 也就是填到链上 ， 此时一笔交易完成 。
数字钱包
钱包最重要的是私钥 ， 因为有私钥就可以得到交易地址 ， 并且可以通过链上去查询到与交易地址相关的所有记录以及余额 。
如果私钥丢失或者被盗了 ， 那这个钱包就再也找不回来了 。
一个钱包中也可以有多个私钥 ， 这取决于选用钱包的不同 。
我们分析一些不同种类的钱包
不确定性钱包 ， 这种钱包中的每个私钥之间没有关联性 。 备份钱包的时候 ， 需要对每个私钥进行备份 。
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由于私钥是由很长的一串无序十六进制字符串构成的 ， 只备份一个就很容易出错 ， 如果再备份很多个 ， 其这个工作量是巨大的 ， 并且人工备份的过程中出错的概率也会上升 ， 一旦备份丢失或者人工记录错误 ， 这个钱包就无法找回 。
【澎湃新闻|Comunion 区块链深度学习系列｜挖矿和钱包原理】不确定性钱包由于其管理难度的原因 ， 往往容量是有限的 ， 即私钥和地址的产生是有限的 。
确定性钱包 ， 这种钱包中所有的私钥是由一个主私钥按照一定规则衍生得出 。 备份钱包的时候 ， 只需要把主私钥备份下来 ， 并且把衍生规则记录下来 。
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这种钱包可以很顺利的通过主私钥种子 ， 拿回钱包中包含的所有私钥和地址 。 其中每一个私钥是一个根 ， 每个私钥管理下一个 ， 当一个私钥泄露的话 ， 只要知道规则 ， 相连的一串私钥都会泄露 ， 这也导致确定性钱包存在一定的不安全性 。


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