使用C#编写自己的区块链挖矿算法

什么是加密货币挖掘？

一个加密货币的价值体现在它的稀缺性上，如果任何人都可以任意构造一个比特币，那么比特币就毫无价值，所以比特币的区块链会让参与者完成一项“工作”，根据这个工作的最终结果还分发比特币，这个过程就被叫做“挖矿”。这就类似于一个黄金矿工花一些时间来工作，然后获得一点黄金。

挖矿的原理

如果你百度/谷歌搜索 比特币挖矿的原理 的话，都会给你说是计算一个复杂的数学问题而已，但是这么说的话太笼统而且也太简单。采矿引擎如何工作这是一个重要的知识点，所以我们需要了解一些密码学知识和哈希算法相关的知识，才能知道挖矿的基本原理。

哈希/散列介绍

单向加密人类能够理解的输入，例如 Hello World ，并将其扔到某个加密函数(即所谓的复杂的数学问题)，加密函数的算法越复杂，逆向工程就越困难。

例如一个 SHA - 256 的例子，这个网站（链接：http://tool.oschina.net/encrypt?type=2）可以很快的计算散列值，让我们来散列 “Hello World” 看看会得到什么结果：

不管你试验几次都会得到一样的散列值，在编程中这种被称之为幂等性。

加密算法的一个基本特性就是，它们很难通过逆向工程来得到明文结果，但是十分容易验证他们的加密结果，例如这里的 “Hello World” 很难通过逆向工程得到他的原明文结果，比特币采用的是 Double SHA-256 也就是将明文通过 SHA-256 计算过一次之后，再拿 SHA-256 针对散列值再次进行计算，在这里我们只使用 SHA-256 来进行加密。

工作证明

比特币通过让参与者散列随机的字母与数字的组合，直到计算出来的散列包含前导 0。

例如我们计算 886 的散列值可以得到如下结果：

000f21ac06aceb9cdd0575e82d0d85fc39bed0a7a1d71970ba1641666a44f530 

它返回了 3 个 0 作为前缀的散列值，但是我们怎么知道 886 计算出来的散列结果产生了 3 个 0呢？

答案是我并不需要知道。我需要知道矿工给我的散列值前导有几个零就好了，并不需要复杂的算法来验证整个散列值的有效性。

比特币则稍微复杂一点，它每隔 10 分钟生成一个新的区块，新区块的散列值的难度它可以动态调整，就类似于 CLR 的 GC 一样，它可以根据目前挖矿的人数来进行难度动态调整，如果挖矿的人多的话，则调高难度，少则调低。

动手开发

1.项目配置

首先新建一个 Asp.Net Core 项目，然后选择 Empty Project(空项目) 类型，建立完成后无需进行任何配置。

2.数据模型

这里我们来创建一个具体的区块数据模型，使用的是 Struct 结构体。

public struct Block  
{  
    /// <summary>  
    /// 区块位置  
    /// </summary>  
    public int Index { get; set; }  
    /// <summary>  
    /// 区块生成时间戳  
    /// </summary>  
    public string TimeStamp { get; set; }  
    /// <summary>  
    /// 心率数值  
    /// </summary>  
    public int BPM { get; set; }  
    /// <summary>  
    /// 区块 SHA-256 散列值  
    /// </summary>  
    public string Hash { get; set; }  
    /// <summary>  
    /// 前一个区块 SHA-256 散列值  
    /// </summary>  
    public string PrevHash { get; set; }  
    /// <summary>  
    /// 下一个区块生成难度  
    /// </summary>  
    public int Difficulty { get; set; }  
    /// <summary>  
    /// 随机值  
    /// </summary>  
    public string Nonce { get; set; }  
} 

Difficulty 是一个整形，他定义了我们希望得到哈希前导 0 的数量，前导 0 越多，生成正确的散列值就越困难，我们现在从 1 开始。

Nonce 则是每次计算块散列值所需要的随机值。

3. 工作证明

（编辑：淮安站长网）

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