ブロックチェーン入門 |マイナーはすべての乱数を走査しても、正しい答えを得ることができません。それは愛の誓いが間違っているからでしょうか？

この質問は次のように要約できます。

最新のブロックの高さが 10,000 で、10:00 にマイニングされたと仮定します。マイナーたちはすぐにブロック高10,001のブロックを構築しました。そして10時5分、Dabaiは取引をリリースしました。 10:06に、最新のブロックがマイニングされ、Dabaiによってリリースされたトランザクションがパッケージ化されました。これはなぜでしょうか?論理的に言えば、この新しいトランザクションがリリースされたとき、マイナーはすでに候補ブロックを構築しており、このトランザクションはマイナーが最初に構築した候補ブロックには間違いなく含まれていません。

今日はこの質問に答えてみましょう。

01  マイニングとは、乱数を継続的に試すことである

Plain Language Blockchain は、「古典的な物語が 3 分でビットコインのマイニングを理解するのに役立ちます」という記事で、マイニング プロセスは、要件を満たすソリューションを見つけるためにランダムな数字を継続的に試すプロセスであると紹介しました。ブロックを構築した後、マイナーは誰かが要件を満たす乱数（ブロック ヘッダーのハッシュ値 ≤ ターゲット値）を見つけるまで乱数を試し続けます。その後、新しいブロックがマイニングされ、マイナーはブロック報酬を受け取ります。

02限定乱数

Bitcoin システムで試すことができる乱数の数は限られており、可能な値は 2^32 個のみです。マイナーがブロックを構築した後、すべての乱数を走査しても、要件を満たす解決策が得られない場合があります。この場合、鉱夫は何をすべきでしょうか?ハッシュ関数の特徴は、入力値が少しでも変化すると（順序の変更、内容の追加、内容の削減など）、出力値が大幅に変化することです。したがって、この場合、マイナーはブロックを再構築して、たとえば、他のコンテンツを変更せずに、新しくリリースされたトランザクションをブロックにパックし、乱数を再度試すことができます。この場合、要件を満たすソリューションが見つかった場合は、新しいブロックがマイニングされ、新しくリリースされたトランザクションが確認されます。これで冒頭の質問に対する答えができました。

03鉱山労働者のためのその他の調整方法

すべての乱数を調べても満足のいく解決策が見つからない場合、ブロックにパッケージ化されたトランザクションを調整する以外に、マイナーにはどのような調整オプションがありますか?

新しいブロックをマイニングするための条件は、ブロック ヘッダーのハッシュ値 ≤ 難易度ターゲットであることはわかっています。

ブロック ヘッダーの内容は次のとおりです。

乱数フィールドを除いて、ブロック ヘッダーのバージョン フィールド、親ブロック ヘッダーのハッシュ値、難易度ターゲットはすべて固定されており、調整できませんが、タイムスタンプ フィールドの調整範囲は非常に限られています。このように、調整しやすい部分は Merkle ツリーのルート フィールドだけです。ブロック ヘッダーには、ブロックのトランザクション データは含まれません。代わりに、トランザクション情報のハッシュ値を取得し、次にトランザクションのハッシュ値をペアでマージし、フィールドが形成されるまで再度ハッシュ値を取得します。このフィールドは、ブロック ヘッダーに保存される Merkle ツリーのルート フィールドです。

▲インターネットからの写真：マークルツリー

したがって、すべての乱数を調べても適切な解決策が見つからない場合、マイナーはブロック内のトランザクションを調整できます。これには、トランザクションの順序、パッケージ化されたトランザクションの数の増加、パッケージ化されたトランザクションの数の削減などが含まれます。これらの調整により、最終的にブロック ヘッダー内の Merkle ツリーのルート ハッシュ値が変更され、ブロック ヘッダー全体のハッシュ値に影響します。ただし、このような処理はあくまで補助的な方法にすぎません。マイナーは、特別なトランザクションの追加乱数 (Extra Nonce) を変更することがより一般的です。この調整方法は比較的効率的です。

この特別なトランザクションは、ビットコインブロック報酬のコイン作成トランザクションです。このトランザクションはシステムによって「無から」作成されるため、このトランザクションには入力がありません。つまり、デフォルトでは入力フィールドは空です。マイナーは、自分の要件を満たすソリューションを見つけるために、このフィールドを変更できます。コイン作成トランザクション入力フィールドには、追加の乱数用の 8 バイトのスペースが提供されます。つまり、これにより乱数の数が元の 2^32 の可能性から 2^96 の可能性に拡張されます。マイナーは通常、2^96 の可能性を調べることで要件を満たすソリューションを見つけることができます。

また、この特別なトランザクションの入力フィールドは、多くの人々の情報がチェーンにアップロードされる「ウィンドウ」でもあることにも言及する価値があります。例えば、コイン作成トランザクションの入力欄には、シェンユの「手を握って、あなたと共に年を重ねる。シェンユからドンドンへ」と書かれています。

あなたがマイナーであり、コイン作成トランザクションの入力フィールドに「愛情を示してください」と書きたい場合、ブロックがマイニングされる前に「愛情を示してください」というメッセージを書き込むべきでしょうか、それともブロックがマイニングされるまで待つべきでしょうか?なぜ？コメント欄にあなたの考えを自由に書き込んでください。

著者 |プロデューサー：ヤン・ウェンチュン |ヴァーナキュラーブロックチェーン (ID: hellobtc)

"声明：この一連のコンテンツは、ブロックチェーン科学の入門学習のみを目的としており、投資に関する意見や提案を構成するものではありません。誤りや漏れがありましたら、ご指摘のメッセージを残してください。 』