本系列內容包含：基本概念及原理、密碼學、共識算法、錢包及節點原理、挖礦原理及實現。

挖礦

構成區塊頭的因素都產生以后，礦工會在Nonce中隨機填入一個值，比如下圖中Nonce=14202，接著對區塊頭進行哈希運算，會產生一個哈希值，這個哈希值會和區塊頭中的難度值進行比較。

當計算哈希比難度值大的時候，系統就會判定不符合要求，此時需要返回繼續增加Nonce值，重新計算哈希值，以此不斷重復循環計算，直到計算哈希小于難度值，才會進行下一步，這就是挖出了礦。

挖出礦之后，系統會將Nonce值固定到區塊頭中，并將交易廣播到全網。

其實這里有一個問題是，既然第一個Nonce值不行的話，那為什么所有的礦工一般都是通過字征法，也就是一個一個數字相加的方式去運算呢？

有的人會認為，既然Nonce值是隨機的，那為什么填入的時候不能隨機填入呢，比如說1不行，就填100；100不行，就填500；500不行，就填2000……這樣概率是不是應該更大一些？

其實并不會，因為哈希運算的時候，即使Nonce值只改變了一個數字，但是其哈希計算結果的區別卻非常大。

也就是說，隨機碰撞去試Nonce值的計算哈希概率并不會比順序嘗試的概率大，并且還會增加礦機設計的難度。

所以，現在挖礦一般都是通過給定計算范圍的方式去計算Nonce值。

比如上圖中，14202不行，那就14203……一直到12405，這時區塊哈希小于難度值，這時也就是挖出了礦，找到了可用區塊，最后將結果廣播給全網。

需要說明的是，礦工挖出符合難度要求的區塊之后，會將這個區塊廣播給網絡中的其他節點，其他節點會驗證新收到的區塊是否符合難度要求。并且會將區塊中包含的所有交易重新驗證一遍，包括交易是否合法，交易輸入和簽名是否合法等。

如果驗證沒有問題，就會將這個區塊添加到自己本地節點的賬簿中，也就是填到鏈上，此時一筆交易完成。

數字錢包

錢包最重要的是私鑰，因為有私鑰就可以得到交易地址，并且可以通過鏈上去查詢到與交易地址相關的所有記錄以及余額。

如果私鑰丟失或者被盜了，那這個錢包就再也找不回來了。

一個錢包中也可以有多個私鑰，這取決于選用錢包的不同。

我們分析一些不同種類的錢包

不確定性錢包，這種錢包中的每個私鑰之間沒有關聯性。備份錢包的時候，需要對每個私鑰進行備份。

由于私鑰是由很長的一串無序十六進制字符串構成的，只備份一個就很容易出錯，如果再備份很多個，其這個工作量是巨大的，并且人工備份的過程中出錯的概率也會上升，一旦備份丟失或者人工記錄錯誤，這個錢包就無法找回。

不確定性錢包由于其管理難度的原因，往往容量是有限的，即私鑰和地址的產生是有限的。

確定性錢包，這種錢包中所有的私鑰是由一個主私鑰按照一定規則衍生得出。備份錢包的時候，只需要把主私鑰備份下來，并且把衍生規則記錄下來。

這種錢包可以很順利的通過主私鑰種子，拿回錢包中包含的所有私鑰和地址。其中每一個私鑰是一個根，每個私鑰管理下一個，當一個私鑰泄露的話，只要知道規則，相連的一串私鑰都會泄露，這也導致確定性錢包存在一定的不安全性。

錢包備份的時候，不是十六進制字符串的形式，而是采用12個或者24個助記詞（單詞或漢字）的形式，展現給使用者，使用者只需要備份這些助記詞就可以了。當在一個新的錢包中重新導入備份的助記詞，就可以找回之前使用的錢包。

由于確定性錢包這種確定性的關系，所以可以衍生出無數的私鑰，所以錢包中的地址也是無數多個的。

分層確定性錢包，這種所有私鑰由一個主私鑰按照一定規則衍生得出，但是會分裂成很多子私鑰，子私鑰分裂成孫私鑰，以此類推會產生無限多私鑰。這樣即使某一個子私鑰泄露了，也不會影響其他子私鑰的安全。

這種錢包是現在實際應用最多的，可以用一個主私鑰管理整個錢包，然后不同的子私鑰管理不同的數字貨幣。即使某一個鏈上的資產泄露了，也不會影響其他錢包的資產。