比特币的数学之谜

比特币是一种数字货币，其基础技术为区块链。与传统的货币不同，比特币没有实物形态，也不受中央银行控制。它是通过复杂的数学问题来保证安全性和稳定性的。

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在比特币交易过程中，每一个交易都会被加密成一段独特的字符串，并且这些字符串将被记录到区块链上。由于区块链是一个分布式数据库，在网络中有大量节点共享相同的数据副本，因此每个节点都可以验证并确认新添加到区块链上的交易是否合法。

而要确保所有参与者对这个分布式数据库达成共识，则需要用到一种称之为“工作量证明”的算法。该算法要求计算机运行复杂数学题目以完成验证和记账过程。这样做可以防止恶意攻击者占据网络主导地位从而篡改信息。

具体来说，在比特币网络中使用了哈希函数SHA-256（Secure Hash Algorithm 256）进行加密处理。SHA-256 是美国国家标准技术研究所发布的安全散列算法标准之一，能够将任何长度小于2^64位（即18,446,744,073,709,551,616位） 的消息转换为长度固定、大小为256位（32字节） 的哈希值。

当用户发起一笔交易时，首先会生成一个随机数值“Nonce”，然后将该值与当前时间戳、前一个区块哈希等信息组合在一起作为输入数据进行 SHA-256 计算得出输出结果Hash1. 如果该结果不满足规定条件，则更改Nonce重新计算直至符合条件.

接下来还需对Hash1再次进行SHA-256 加密计算得出输出结果Hash2. 只有当Hash2 符合指定规则才能继续往下走（如第二步所述），否则就需要更改Nonce重复以上操作. 当找到符合条件的Hash2 后就可以把该笔交易打包进去新产生的那个区块里，并广播给整个网络.

这个规则就是难度系数difficulty——它代表着挖矿难度大小或说系统调整挖矿难度水平系数(单位：倍)，通俗点讲：每10分钟左右只会有一个人成功地解决这道谜题. 难度系数越大，则需要寻找正确答案所需尝试次数就越多；反之亦然.

根据比特币协议设计方案，系统设立了“目标hash”（Target Hash），它表示有效hash必须小于或等于目标hash才被认可. 目标hash变化极其缓慢、渐进调整式增长——约2016个blocks调整一次 (也就是14天左右) ——即如果前两周内挖出blocks数量较少，则说明此时矿工参与竞争较少、系统运转速率较慢 ，应降低挖掘难度以便提高速率; 反之若近期内新增blocks数量较多，则说明此时参与竞争者较多且系统运转速率快 ，应提高挖掘难度以防止超量释放BTC引发贬值风险 .

总结

经过以上介绍我们可以看到，在比特币网络上运行着许多非常精巧而又极端复杂的加密和解密机制。虽然我们无法完全理解其中涉及到各种奇怪数字和公式背后真正含义，但令人欣慰地是通过各类神秘手段设计出来确实保护了比特币等数字资产免遭黑客攻击和欺诈行径.

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