区块链的底层基础：工作量证明机制

所有比特币节点都需要遵守统一的规则，主要包括工作量证明和最长链机制。 共识算法是为了保证账本的安全性和可靠性。 工作量证明可以简单理解为你已经完成了一定工作量的证明。 这相当于，通过测试直接测试一个学生的整个学习过程，效率相对较低比特币工作量证明过程，但是通过测试直接测试，效率相对较高。

工作量证明系统需要花费一定的计算机工作时间。 该系统的主要特征是不对称性。 对于工作者来说，工作恰到好处，对于验证者来说，方便快捷。 矿工不断构建区块数据，检查计算结果是否满足网络难度和工作量要求。 区块头是工作量证明的输入数据。 难度值会根据全网算力进行调整比特币工作量证明过程，大约每10分钟出一个块。

工作量证明主要分为以下几个步骤：第一步生成奖励矿工的交易coinbase交易，然后将其与其他交易打包成交易列表，并使用算法Merkle树生成Merkle根哈希; 第二步是将 Merkle 根哈希和其他一些组件组装在一起，形成一个 80 字节的区块头，然后将这个区块头作为工作量证明的输入； 第三步，不断改变区块头其中一个组成部分的随机数，然后更新整个区块头 区块头进行两次SHA-256哈希运算，结果进行哈希反转，然后与十进制类型进行比较网络中目标值的字符串，如果小于目标值，则工作量完成。

挖矿所做的主要工作是比特币的工作量证明。

由于区块链中的每个区块都必须引用前一个区块，因此最长的链一定是最难推翻的。 只有最长链上的区块才会被系统识别。 如果要获得打包块的奖励，必须保证打包块后链上99个块才能获得。

由于区块链解决的是点对点的直接支付，不需要第三方机构的存在，所以区块链或者比特币最重要的就是避免双花。 例如，在比特币系统中，规定一笔交易只有经过六次确认才能算完成。

如果攻击者拥有整个区块链网络51%的算力，攻击者就可以随意更改已确认的交易，从而使双花现象成为可能。 这就是所谓的51%算力攻击现象。 但往往这种攻击的收益会小于拥有51%算力的成本，所以普通算力拥有者还是会选择老老实实干活。