比特币:区块链入门：一文看懂比特币新区块产生的过程_比特币交易网官网

比特币交易的过程实质上是一堆UTXO消耗和产生的过程，这些过程由交易发起方按照比特币协议规定的方式构造交易信息，并由比特币网络产生的新区块记录和确认，一旦交易信息由比特币区块记录并确认，交易便完成了，比特币网络也就实现了价值的转移。

在“比特币交易的过程”一文中，我们已经知道比特币的交易信息是如何构造的，但是这些信息又是如何进入比特币新区块的呢？

接下来博主将通过比特币新区块产生的过程来具体说明比特币区块是如何记录并确认交易信息的。

这里需要先安利几个知识点：

交易池，英文名称：mempool，又叫内存池，是用来存储待确认交易的地方，每个比特币挖矿节点均有自己独立的交易池，因交易池体积，最低交易费比例限制等不同，各节点的交易池也不相同。矿工在构造预备区块时，需要从交易池中选择要打包的交易。由于交易池经常被调用，它的数据被存放在节点服务器的RAM中，这就意味着交易池的体积不会太大。

区块链电子票据提供商WaveBL完成2600万美元融资:金色财经报道，基于区块链电子票据提供商WaveBL在最新一轮融资中筹集了2600 万美元，该轮融资由 NewRoad Capital Partners 牵头，现有投资者 ZIM、Marius Nacht、Contour Venture Partners、Frank Sica和 Techstars Central LLC 也参与了本轮融资，新投资者 Reefknot Investments 也参与了这一轮融资，该投资者由淡马锡和 Kuehne + Nagel 提供支持。[2023/6/6 21:19:34]

挖矿节点，在比特币网络中，参与记录和验证比特币交易和区块的是一个个保存比特币数据的节点。其中有一部分节点，不仅参与记录和验证的工作，还参与比特币新区块的创建工作，他们构造新区块，并通过PoW工作量证明竞争记账权，进而获得创建新区块的权限，这部分节点是挖矿节点。早期的挖矿节点有矿工，也有矿池，但当前由于比特币挖矿难度太高，单个矿工很难赢取记账权，创建新区块。目前主要的比特币挖矿节点，是各家矿池，如F2Pool，Poolin，BTC，Antpool，Slushpool等。

软银对区块链初创公司Blockdaemon的估值为12亿美元:软银对区块链初创公司Blockdaemon的估值为12亿美元。（The Information）[2021/9/10 23:13:55]

UTXO库，比特币节点通过扫描节点所有交易信息，构建的UTXO集群。它包含所有未被消耗的UTXO。每当新区块产生后，UTXO库会将新区块中消耗掉的UTXO从自己的列表中删除，将新产生的UTXO加入到自己的列表中。

Coinbase奖励，又叫创币交易。比特币协议规定，每产生一个新的比特币区块，比特币网络就会产生N个比特币，作为维护比特币网络的奖励支付给创建这个区块的矿工。同时，此区块中Coinbase奖励之外的其他交易包含的所有交易费，也会合并在Coinbase奖励中，一起支付给创建这个区块的矿工。其中，N的数值在比特币诞生时为50，此后大约每4年减半一次，目前为6.25，比特币网络以这种减半的方式来控制比特币的总量。Coinbase奖励是每个区块记录的第一笔交易。

近4年已有710亿美元加密货币流经“区块链岛”马耳他:据马耳他当地媒体报道，自2017年马耳他的“区块链岛“战略实施以来，已有710亿美元的加密货币流经该国。这引起了反机构的担忧，上周，反金融行动特别工作组（FATF）在巴黎开会，讨论是否应将马耳他列入未履行制止金融犯罪义务的国家名单。加密公司可在没有许可证的情况下在该国经营长达一年时间。Crypto最近获得了马耳他第3类虚拟金融资产许可证，为未来加密货币在欧盟获得更广泛的认可铺平了道路。2020年6月，马耳他进一步拓展了区块链野心，更全面地转向数字资产，以推动应用普及和业务增长。负责发展马耳他经济组合的数字经济智囊团主席Kearon Bruno表示：“我们正远离区块链岛，转向数字岛，因为我们更相信一个包括所有方面和技术组件的整体愿景。”（Cointelegraph）[2021/6/21 23:52:11]

实力派 | 谭奕：各产业都可以利用区块链来推动产业增长:在今日的金色实力派上，GoFun出行创始人谭奕发言指出，以GoFun为共享经济+区块链企业的典型代表，其中区块链技术主要从用户信用存证，行为干预管理，用户消费行为体系打通和数据打通，以及汽车资产上下游打通赋能来切入。GoFun从两年前就开始在区块链布局，实现业务、数据、部门和不同角色之间互联互通和共享，并建立基于区块链技术的可感知的多维度信用体系和数据存证系统。比如GoFun吸纳社会个人车辆，区块链可以帮助平台提升，来推动快速增长。而且各产业都可以利用区块链来推动产业增长，既包含增量，也包含挖掘存量，把存量市场盘活。[2020/1/22]

图1待确认交易进入交易池

需要验证的交易信息包括：

交易是否包含有效的输入和输出钱包地址；交易体积是否小于区块的最大体积；输入的UTXO是否合法；交易输入总额和输出总额是否合理；判断交易的输入是否有来自Coinbase的奖励，该奖励对应的币需至少有100个区块确认才能可以使用；确认交易池中没有重复交易；交易设置的交易费高于mempool的交易费比例限制，以及其他验证。

法国总理：希望中法两国能在区块链等领域促进合作:近日，法国总理爱德华·菲利普（Edouard Philippe）访华时表示，创新和数字化领域是中法两国领导人所希望的第二大战略合作伙伴关系的支柱。在人工智能、区块链领域，我们发现了新的价值链、创新的工业流程，以及通过初创企业建立的新的生产方式。中法合作也应致力于促进上述领域的工作。[2018/6/23]

挖矿节点从交易池中选择交易，构造预备区块

当挖矿节点要构造预备区块，准备生成新区块时，会按照优先级排序，从交易池中取待确认交易。预备区块通常会预留一定空间给高优先级的交易，剩下的空间会按照交易费比例由高到低顺序一直把区块加满或者把交易池的交易用光。

但比特币区块中不仅仅包含从交易池中取的待确认交易。按照比特币协议规定，比特币的区块主要包括五个部分：魔数，区块大小，区块头，交易计数器和交易信息。如下图：

图2比特币区块的结构

其中，“魔数”是一个值为0xD9B4BEF9的常数；“区块体积”是本区块所有数据的总体积；“区块头”是可以看作是整个区块的缩略信息，挖矿用到的区块信息就是区块头；“交易计数器”用来记录区块中交易的数量；“交易数据”是区块所包含的所有交易信息，包括Coinbase奖励部分，一般来说，这部分数据占了整个区块绝大部分空间。

在比特币区块中，区块头是最为关键的一个信息。它包含整个区块的所有特征信息：

区块版本号。创建区块的比特币节点的版本信息，用于追踪比特币协议的升级和更新情况；前一个区块的哈希值。又叫做父区块哈希，用来定位上一个区块。每一个区块都包含它的上一个区块的哈希值，针对任何一个区块的任何一个微小的改动，都会使后续区块的哈希值产生巨大的变化，如此环环相扣，确保比特币所有区块形成一条单一的链式结构，可以有效防止恶意篡改比特币区块数据的行为。MerkleRoot哈希。在区块的交易数据列表中，取所有交易数据的哈希值，构建Merkle树，这个Merkle树的根哈希值，即为MerkleRoot哈希。如下图：

由于哈希算法的敏感性，整个交易的Merkle树中任何一个交易数据有微小的改动，都会产生联动效果，导致Merkle树的根哈希值出现巨大变化。因此交易数据的Merkle树根哈希值可以看作是整个交易的指纹，用来指代区块中的交易数据。时间戳。创建预备区块的时间。当前目标哈希值。比特币协议规定，矿工创建的预备区块的哈希值小于目标哈希值时，这个区块才算有效。目标哈希值由挖矿难度确定，当挖矿难度变大时，目标哈希值变小，矿工要找到符合比特币网络要求的哈希值就越困难。按照当前的挖矿难度，要找到低于目标哈希值的哈希值，理论上需要一台S17矿机连续工作42年时间。因此，现在基本不存在个人自建节点挖比特币的情况。随机数。又叫Nonce。我们可以发现，区块头信息中，区块版本号，前一个区块的哈希值，MerkleRoot哈希值，时间戳，以及当前目标哈希，都是已知信息，相对固定，不便随意更改。因此，如果要调整预备区块的哈希值，就需要引入一个可变的数据——随机数。修改随机数，就可以调整预备区块的哈希值。挖矿节点构建好预备区块后，就会将区块头信息下发给矿工，矿工通过不断调整区块头中的随机数来变更预备区块的哈希值，当预备区块的哈希值低于比特币网络当前目标哈希值时，这个区块就是一个合法新区块。

挖矿节点会及时地向比特币网络广播新区块，比特币网络中其他比特币节点在接到广播信息后，对新区块进行验证，验证通过后，将新区块加入本地，并延长节点的区块链。此时，新区块创建并确认完毕，对应交易也完成了。

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