比特币随机值升位方案

2012年以来,比特币挖矿发展出一个解决区块头基本结构限制的方案。在比特币的早期,矿工可以通过遍历随机数(Nonce)获得符合要求的hash来挖出一个块。难度增长后,矿工经常在尝试了40亿个值后仍然没有出块。然而,这很容易通过读取块的时间戳并计算经过的时间来解决。因为时间戳是区块头的一部分,它的变化可以让矿工用不同的随机值再次遍历。当挖矿硬件的速度达到了4GH/秒,这种方法变得越来越困难,因为随机数的取值在一秒内就被用尽了。当出现ASIC矿机并很快达到了TH/秒的hash速率后,挖矿软件为了找到有效的块,需要更多的空间来储存nonce值。可以把时间戳延后一点,但将来如果把它移动得太远,会导致区块变为无效。区块头需要一个新的“差异性”的信息来源。解决方案是使用coin base交易作为额外的随机值来源,因为coin base脚本可以储存2-100字节的数据,矿工们开始使用这个空间作为额外随机值的来源,允许他们去探索一个大得多的区块头值范围来找到有效的块。这个coin base交易包含在merkle树中,这意味着任何coin base脚本的变化将导致Merkle根的变化。8个字节的额外随机数,加上4个字节的“标准”随机数,允许矿工每秒尝试296(8后面跟28个零)种可能性而无需修改时间戳。如果未来矿工可以尝试所有的可能性,他们还可以通过修改时间戳来解决。同样,coin base脚本中也有更多额外的空间可以为将来随机数的扩展做准备。

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