Pow挖礦流程

POW即工作量的證明，主要特徵是客戶端需要做一定難度的工作得出一個結果，驗證方卻很容易通過結果來檢查出客戶端是不是做了相應的工作。

Pow挖礦即不斷接入新的Block延續Block Chain的過程。

• 當某個節點提供出一個合理的Block Hash值，驗證方能簡單證明該節點確實經過了大量的嘗試計算。一個符合要求的Block Hash由N個前導零構成,零的個數取決於網路的難度值。Block Hash值的計算是使用“blockchain”，在字串後面加上nonce的整數值串。nonce是隨機數，不停地更換嘗試，才能計算得到N個0開頭的hash值。在“blockchain”+nonce進行SHA256雜湊運算，如果得到雜湊結果（以十六進位制表示）是以若干個0開頭，則驗證通過。0 的個數越多，計算難度越大，比如要尋找4個前導0的雜湊值，預期就要大概進行2^16嘗試。
• 任何一個節點的POW 證明通過，生成一個新的區塊並寫入區塊鏈，都必須解出比特幣網路的PoW的題目。解出位元比網路PoW題目關鍵3個要素是：工作證明函式、區塊和難度值。工作證明函式、區塊和難度值。
  • 工作量證明函式是計算方法。在比特幣系統使用SHA256作為工作量證明函式。
  • 難度值決定大約需要經過多少次雜湊運算產生一個合法區塊。在全網算力不斷變化，需要維持平均10分鐘出一個區塊，難度值必須根據全網算力的變化進行調整。難度調整是每個完整節點中獨立自動發生。每2016個區塊，所有節點都會按統一公式自動調整難度，調整公式：新難度值=舊難度值*（過去2016個區塊花費時長/20160分鐘）
• POW 證明通過產生Block Chain首先將數個欄位包含nonce隨機數和時間戳每秒變化一次合併成一塊資料，然後對這塊資料進行雙SHA256運算。

• Block Chain是節點計算符合要求的前N個零的hash結果，Block的Nonce 是不停是嘗試計算，找到合理的hash，才能打包Block，裝入block meta資訊，然後產生交易資料，對外廣播新的block，其他節點驗證通過，連結至Block Chain，主鏈高度加一，然後切換至新block後面挖礦。由於hashPrevBlock欄位的存在，使得大家總是在最新的block後面開挖，

• 從block hash演算法推斷合理的block並不是唯一的，同一高度存在多個block的可能性。那麼，當同一個高度出現多個時，主鏈即出現分叉(Fork)。遇到分叉時，網路會根據下列原則選舉出Best Chain：
  • 不同高度的分支，總是接受最高（即最長）的那條分支
  • 相同高度的，接受難度最大的
  • 高度相同且難度一致的，接受時間最早的
  • 若所有均相同，則按照從網路接受的順序
  • 等待Block Chain高度增一，則重新選擇Best Chain
• 分支博弈
  • 挖礦也會為了不惜任何手段獲取利益
  • 如果所有節點均獨自挖礦不理會其他節點，並將所得收益放入自己口袋，就會出現一個節點挖一個分支的結果。由於機器的配置總是有差別的，那麼算力最強的節點挖得的分支必然是最長的，如果一個節點的分支不是最長的，意味其收益存在不被認可的風險（即零收益）。為了降低、逃避此風險，一些節點肯定會聯合起來一起挖某個分支，試圖成為最長的分支或保持最長分支優勢。
  • 一旦出現有少量的節點聯合，那麼其他節點必然會效仿，否則他們收益為零的風險會更大。於是，分支迅速合併彙集，所有節點都會選擇算力更強的分支，只有這樣才能保持收益風險最小。最終，只會存在一個這樣的分支，就是主幹分支(Best/Main Chain)。
  • 對於不誠實節點來說，結局是無奈的：能且只能加入主幹挖礦。不加入即意味被拋棄，零收益；加入就是老實幹活，按佔比分成。