简单聊聊什么是BTC共识机制——POW

在现实的银行体系里，用户的每一笔转账，会有一个中心系统——银行系统负责结算。而比特币是一个去中心化的点对点交易系统，由于没有中心机构负责对每一笔交易的监管，记录每一笔账，所以需要通过一种机制让整个系统有规则的记录每一笔交易。比特币的共识机制是工作量证明（proof of work，简称POW）。比特币的交易是存放单向区块里，所有的区块通过哈希指针连接在一起组成一个区块链。

既然比特币是一个去中心化的交易系统，那就衍生出两个问题：一，没有银行体系，谁负责记账结算每一笔交易；二，如何确保记录是合规的交易。

针对第一个问题，比特币采取的是工作量证明机制（proof of work，简称POW）。工作量证明是根据工作量结果来选定记录交易的节点，具体的机制是暴力解一道数学难题，区块头的哈希值小于目标值，即H(block headers) ≤target而要解出这个不等式只能一点点试出来，也就是谁越努力，谁算出来的概率就越大，谁就有资格去发布一个区块，所以这个过程才被称为工作量证明。

Nonce在区块头（block headers）里的一个值，只有找到合适的nonce使得区块头的哈希值小于target，才可以区块合法化并发布。
在比特币中，Nonce字段是一个32位的无符号整数。这意味着Nonce的取值范围是从0到2^32-1，共有2^32个可能的数值。当挖矿难度很高的时候即使遍历了这2^32个取值，也无法使得H(block headers)≤target，此时可以通过调整区块中的coinbase交易里的input内容，从而改变merkle root的哈希值，最终使得H(block headers)≤target。
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