btc挖矿用的什么算法？btc挖矿算法揭秘

人阅读 2024-10-12 06:45:27区块链

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btc挖矿采用的是SHA-256d算法，是SHA-256算法的一个变种形式，实际上是对数据进行了两次SHA-256哈希运算的过程，通过增加一次哈希运算来提高安全性。

btc挖矿算法

1.什么是btc挖矿

说起btc挖矿，其实就是一群超级计算机在比赛，看谁能较快地解决一个超级复杂的数学难题。这个难题啊，可不是普通的算数题，而是基于一种叫做SHA-256d的哈希算法。为啥需要这个算法呢？因为它能保障比特币网络的安全，防止有人作弊或者双花（同一笔钱花两次）。

2.SHA-256d算法是什么

SHA-256d，全称是Secure Hash Algorithm 256 double，简单来说就是安全哈希算法256的升级版，还加了个“double”的buff。而SHA-256（Secure Hash Algorithm 256位）是一种由美国国家安全局（NSA）设计，并由美国国家标准与技术研究院（NIST）发布的密码散列函数算法标准。它是SHA-2算法族中的一员，包括SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512等变体。SHA-256算法通过复杂的迭代计算，为任意长度的数据生成一个固定长度（256位）的哈希值，这个哈希值通常用作数据的“指纹”或摘要，以进行数据的完整性校验或加密应用。而且这个哈希值超级难预测，几乎不可能通过反向计算找到原始数据。比特币的创始人中本聪，在设计比特币时，就选中了SHA-256d作为挖矿的算法，因为它相对安全高效。

SHA-256d算法工作原理

SHA-256d算法的工作过程，就像是在玩一个超级复杂的拼图游戏。矿工们需要把一堆比特币交易数据打包成一个区块，然后对这个区块进行无数次的哈希运算，直到找到一个满足特定条件的哈希值。这个条件嘛，就是哈希值的前面要有足够多的0（现在大概要17个0以上）。听起来简单，但实际操作起来比较困难，因为哈希运算的结果完全是随机的，没有任何规律可循，只能通过暴力尝试来找到满足条件的哈希值。

1.消息预处理

填充：在消息的末尾进行填充，使得消息长度（以比特为单位）满足特定的条件（如对512取模后余数是448）。填充过程包括在消息末尾先添加一个1比特，然后添加足够多的0比特，最后添加一个64比特的长度字段，表示原始消息的长度。

分块：将填充后的消息以512比特为单位进行分块，每块包含16个32比特的字（Word）。

2.主循环

对每个消息块，使用SHA-256的压缩函数进行迭代计算。压缩函数包含一系列的逻辑运算和常量，通过多轮迭代（通常为64轮）来更新一组8个32比特的哈希值（称为字寄存器）。最终的输出是处理完所有消息块后的这8个哈希值，它们共同构成了256位的哈希值。

SHA-256d算法的安全性表现

SHA-256d算法的安全性，主要来自于它的不可逆性和碰撞阻力。不可逆性就是说，你无法通过哈希值反推出原始数据；碰撞阻力则是指，找到两个不同数据但哈希值相同的情况几乎不可能。这样一来，就保证了比特币网络上的交易记录无法被篡改，因为一旦有人修改了交易数据，哈希值就会变化，整个区块就会失效。所以，SHA-256d算法就像是比特币网络的一道坚固防线，守护着每一个比特币的安全。

虽然SHA-256d算法本身很稳定，但比特币网络为了保持新区块的生成速度大致在10分钟左右一个，会定期调整挖矿难度。这个调整过程是根据过去一段时间内区块的平均生成时间来决定的。如果生成得太快，就增加难度；如果太慢，就降低难度。这样一来，就能保障比特币网络不会因为矿工们的计算能力变化而陷入混乱。

挖矿算法对矿工的影响较大。首先，它决定了挖矿的难度和成本。随着比特币网络的发展，挖矿难度越来越高，需要更强的计算机设备和更多的电力来支撑。其次，它还影响了矿工的收益。挖矿成功的矿工可以获得新发行的比特币和交易手续费作为奖励，但这个奖励是随着挖矿难度的增加而逐渐减少的。所以，矿工们需要不断升级自己的设备、优化算法来提高挖矿效率。