比特币--挖矿过程
参考文章
比特币区块链数据结构
2. 交易和交易验证
2.1 交易的报文格式
2.1 验证交易
在收到交易后，每一个节点都会在全网广播前对这些交易进行校验，并以接收时的相应顺序，为有效的新交易建立一个池（交易池）。
每一个节点在校验每一笔交易时，都需要对照一个长长的标准列表：
交易的语法和数据结构必须正确。
输入与输出列表都不能为空。
交易的字节大小是小于MAX_BLOCK_SIZE的。
每一个输出值，以及总量，必须在规定值的范围内 （小于2,100万个币，大于0）。
没有哈希等于0，N等于-1的输入（coinbase交易不应当被中继）。
nLockTime是小于或等于INT_MAX的。
交易的字节大小是大于或等于100的。
交易中的签名数量应小于签名操作数量上限。
解锁脚本（Sig）只能够将数字压入栈中，并且锁定脚本（Pubkey）必须要符合isStandard的格式 （该格式将会拒绝非标准交易）。
池中或位于主分支区块中的一个匹配交易必须是存在的。
对于每一个输入，如果引用的输出存在于池中任何的交易，该交易将被拒绝。
对于每一个输入，在主分支和交易池中寻找引用的输出交易。如果输出交易缺少任何一个输入，该交易将成为一个孤立的交易。如果与其匹配的交易还没有出现在池中，那么将被加入到孤立交易池中。
对于每一个输入，如果引用的输出交易是一个coinbase输出，该输入必须至少获得COINBASE_MATURITY (100)个确认。
对于每一个输入，引用的输出是必须存在的，并且没有被花费。
使用引用的输出交易获得输入值，并检查每一个输入值和总值是否在规定值的范围内 （小于2100万个币，大于0）。
如果输入值的总和小于输出值的总和，交易将被中止。
如果交易费用太低以至于无法进入一个空的区块，交易将被拒绝。
每一个输入的解锁脚本必须依据相应输出的锁定脚本来验证。
3. 构造候选区块-打包交易
a). 验证交易后，比特币节点将交易添加到自己的交易池中，用来暂存尚未被加入到区块的交易记录
b). 比特币节点为交易池中的每笔交易分配一个优先级，并选择较高优先级的交易记录来构建候选区块。
优先级从高到低: 创币交易(区块创建奖励交易) > 高优先级交易 > 按矿工费排序的交易 > 不含矿工费的交易
c). 创币交易+高优先级交易 == 50K
d). 区块被填满后，剩余交易继续留在交易池
//区块结构
一个区块将主要包括如下内容：
4 字节的区块大小信息；
80 字节的区块头信息：
版本号：4 字节；
上一个区块头的 SHA256 hash 值：链接到一个合法的块上，32 字节；
包含的所有验证过的交易的(Merkle)树根的哈希值，32 字节；
时间戳：4 字节；
难度指标：4 字节；
Nonce：4 字节，PoW 问题的答案；
交易个数计数器：1~9 字节；
所有交易的具体内容，可变长
区块头部结构
4. 挖掘-找到一个让区块有效的随机数
4.1 挖矿算法
挖矿节点不断重复进行尝试，直到它找到的随机调整数使得产生的哈希值低于某个特定的目标
挖矿的过程即是找到x的值： SHA256(SHA256(version + prev_hash + merkle_root + ntime + nbits + x )) < TARGET
• block的版本 version
• 上一个block的hash值: prev_hash
• 需要写入的交易记录的hash树(梅克尔树)的值: merkle_root
• 更新时间: ntime
• 当前难度: nbits (据此可算出TARGET)
• x, 值0~2^32
4.2 如何确定当前难度-nbits
为什么需要调整
比特币区块平均10分钟生成一个，是比特币的心跳时间，必须几十年内保持恒定。但是随着挖矿人数的不断变化，必须动态调整难度以调整产出时间。
如何调整
调整由每个完整节点独立自动完成，每2016个区块(2周)调整一次，调整公式是由最新2,016个区块的花费时长与20,160分钟比较得出的。
为了防止难度的变化过快，每个周期的调整幅度必须小于一个因子（值为4）。如果要调整的幅度大于4倍，则按4倍调整。
5. 成功构建区块-挖掘成功
a). 挖矿节点一旦完成计算，立刻将这个区块发给它的所有相邻节点。
b). 其它节点在接收并验证这个新区块后，加入自身区块链中，并放弃正在计算的高度相同的区块，立即开始计算下一个区块
c). 继续传播此区块。
6. 区块链组装和选择-广播冲突
区块链维护3种区块
a). 连接到主链上的
b). 主链上产生分支的（备用链） 比特币总是选择最长的链，所以分支链的情况会在再下一个块被找到时解决
c). 已知链中没有找到已知父区块的 之后收到父区块时会被取出链接上
