本系列内容包含：基本概念及原理、密码学、共识算法、钱包及节点原理、挖矿原理及实现。
挖矿
以比特币网络为例，比特币挖矿主要使用到的算法是SHA-256，其具体流程参见下图。
我们从上往下进行分析：
第一层是：nVersion；
第二层是：hashPrebBlock；
第三层是：hashMerkleRoot，
NEAR 区块链将集成跨链路由器协议 Multichain，增强与其他网络的通信和互操作性:6月10日消息，NEAR 基金会宣布 NEAR 区块链将集成跨链路由器协议 Multichain。NEAR 已集成的跨链桥中，Rainbow Bridge 支持资产在 NEAR、Aurora 和 以太坊间转移，Octopus Network 支持来自 Polkadot 的应用链在 NEAR 的的区块链上运行。Multichain 的加入将把互操作性扩展到更广泛的生态系统，实现 NEAR 与 Aurora、Avalanche、BNB Chain、比特币、Celo、以太坊、Oasis、Polygon 等区块链的通信和互操作性。[2022/6/10 4:17:10]
第四层是：nTime；
第五层是：nBits；
区块链创企Vega发布测试网以支持构建衍生品交易网络:区块链创业公司Vega发布测试网，允许各方在去中心化网络上构建交易产品。Vega的联合创始人Barney Mannerings在接受采访时表示，在过去的两年里，Vega一直“致力于建立一种协议，允许人们部署和运行能够有效交易去中心化衍生品的网络”。2019年，Vega获得超500万美元的新一轮融资，资方包括Pantera Capital和Ripple的Xpring等。（Cointelegraph）[2020/3/10]
第六层是：nNonce；
第七层是：Hash。
里面的n代表连续0的个数，该值要小于当前区块难度目标值m，挖到块的条件是前n个比特位全部为0，n越大，难度越大。假设最低难度对应最大目标值为M，则区块难度为：M/m
动态 | 银保监会打非局：全国将在2020年春节开展防范非法集资宣传，关注区块链等重点领域:银保监会打击非法金融活动局消息显示，处非联办发布了《关于做好2020年春节期间防范非法集资宣传教育工作的通知》，将在全国范围集中开展一次防范非法集资宣传教育活动。通知指出，要把握重点领域，针对以投资理财、养老保健、私募众筹、区块链等名义开展的非法集资行为，及时揭示手法、提示风险。[2020/1/3]
看过前面课程的朋友应该会有印象，这些全部是区块头中的数据字段。
再来看左边，我们分析一下为什么其中有些是固定而有些是可变的。
1.版本号和前一个区块哈希是固定的，以比特币为例，假设当前比特币区块高度为N，如果某人想挖接下来N+1区块的话，那么这个时候版本号必须是固定的，前一个区块的哈希必须也是固定的。因为在不存在分叉的情况下，当前区块包含上一个区块的哈希值；
金色财经现场报道 欧洲议会成员Eva Kaili：各国的区块链监管将在几年后进行协调:金色财经现场报道，今日Coindesk 2018共识会议正式在纽约开幕。在有关区块链监管的圆桌讨论上，欧洲议会成员Eva Kaili称：“我们需要法律的确定性。如果有一笔交易，但是国家不承认，那便不是交易。虽然各国正在探索或制定区块链及加密货币特定立法，但实际上监管协调将在几年后进行。在接下来的几年里，我们将实现协调，沙盒及监管。”Kaili还表示，欧洲议会的问题之一是没有太多计算机科学家。她认为区块链可以成为一种工具，但首先必须了解如何将其变为一种工具。[2018/5/15]
也就是N-1区块的哈希值加上N区块数据算出N区块哈希值，然后將N区块哈希值当成N+1区块的的前一区块哈希值。这里有点绕，希望大家多理解一下；
2.交易Merkle根是可变的，为什么说可变呢？因为在挖矿的时候，肯定会准备一个打包区块，打包区块形成的时候，矿工会根据自己的需求或根据利益算法，将交易打包进去，最后整理成一个Merkle根；
美国银行超越IBM等成为拥有区块链专利最多的公司:据外媒报道，美国银行（Bank of America Corp）或许不愿意帮助客户投资比特币，但这并不意味着它不会对其背后的底层技术进行投资。目前，这家总部位于加州夏洛特的银行已经申请或获得了至少43项区块链专利。据纽约知识产权律师事务所EnvisionIP的研究显示，美国银行已经成为主要银行和科技公司中，拥有区块链专利最多的公司。IBM凭借27项区块链专利在主要银行和科技公司中位居第二。该公司希望借助区块链和人工智能技术推动未来增长，并在日前宣布和丹麦航运巨头Maersk合作，成立区块链合资企业。[2018/1/17]
3.时间戳是可变的，挖矿有个时间范围，在这个时间范围内挖出的矿都为有效，所以在有效时间内的时间是可以任意调节的；
4.难度值在一定周期内是固定的，会随着周期的改变而变化；
5.Nonce是可变的，这里就不展开讲了，忘记的朋友可以翻阅前面的讲解。
在挖矿的时候，到Nonce的时候，由于时间戳和Merkle根都已经经过计算固定了，这时只需要改变Nonce就可以了。此时可以把这7个数据看成一个整体，前面6个数据是X，把X放在哈希函数里面，会出来一个值，比如说Y值。
由于比特币网络里使用的哈希算法是SHA-256，当Y值出来之后，就会得到一个256个由0和1组成的字符串。这个字符串出来之后，它会和X里面的难度值比较大小。
每计算一次，也就是通过了一个Nonce，就会产生一个Y值，Y值会和难度值比较大小，如果Y值小于难度值，此时就找到了一个有效的Nonce，矿也就挖出来了。
生成地址
地址的生成中也用到了哈希算法。从下图可以看到从公钥到比特币地址生成的流程。
第一层：生成公钥；
第二层：两层哈希算法，SHA-265和RIPMD-160；
第三层：然后双层哈希计算，会产生公钥哈希；
第四层：Base58Check编码；
第五层：经过编码，得到一个编码串，这个编码串就是公钥哈希即比特币地址。
形成Merkletree和交易Hash
在默克树树结构和形成交易哈希里面也使用到了哈希算法。
上图的默克树中，最底层有4个叶子节点，最左边HA下面有个Hash，意思是：Tx表示交易，A表示交易编号。
假设现在使用的哈希算法是SHA-256，那么交易产生时，会对HA、HB分别进行哈希计算，会分别得到2个由256个0和1组成的字符串。同理，HC、HD也会得到相应的字符串，这样四个交易会形成总的默克尔根。
区块链
大家都知道在区块链中，每个区块都是一环套一环衔接上去的，就像一个链条一样。我们通过下面的图片，具体分析一下。
从图中可以看出链的顺序是从下往上增长的，最下面块的高度是277314，这个区块里面包含上一个区块的哈希值：0000…0bdf，这里的0000…0bdf是上一个区块区块头的哈希值。
同理，277315区块里面包含的上一区块头哈希值：0000…2249，也是区块277314的区块头哈希值，即：0000…2249。同理277316区块也是这样的情况，这也是我们第一节希望大家多理解的问题。
这样的情况就保证了任何人可以从某一个区块中，找到这个区块里面包含的上一区块的哈希值，也就是其父区块。
现在我们讨论的问题都是针对于区块链没有分叉的一个情况，到后面我们详细分析区块链分叉之后情况又是怎样的。
通过这三个区块我们能发现，从某种程度上来说区块链就是一个哈希链。最新产生的区块通过哈希值指向上一个区块，上一个区块在指向上上一个区块……一直指向创世区块。通过这个关系，这些区块形成了链条，也就是我们常说的区块链。
这是哈希算法在区块链中常用到的具体应用，大家可以预先想一下，为什么区块链中会使用哈希算法，而不是其他算法呢？后面的课程我们会给大家进行解答。
下节预告：什么是哈希
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