区块链为了实现历史数据的不可篡改，采用的方法是，让每个参与者都保持有一个数据库账本，也就是说，全网只有一条链是大家公认的，然后让每个人都保存一份，这样就没人可以抵赖了。

就好比在农业社会的时候，在一个小村落里，谁干了什么好事或者坏事，谁欠了谁家几只鸡几头牛，大家很快口口相传，每家每户每个人心里都有一个账本，故事都在大家的记忆里，没人可以抵赖。但是在信息时代，全网数据量和交易量激增，每秒钟都有大量的交易产生，如何保证井然有序的记账呢？如果交易信息随时在网络中蔓延，没有一个机制去规范交易确认的过程，那么这种记账方式将无法运转。

如果可以每隔一段时间，比如说十分钟，才能生成一个新的账目页，网络中的节点就有时间去验证这个账目页中的交易数据了。以比特币网络为例，每一条交易发生后，会发送到网络中，参与记账的节点将这些交易打包到区块中，会逐个检查这些交易记录是否符合要求。当交易记录填满新区块的时候，还需要做一个额外的工作，才能将交易打包，生成新区块。区块生成的过程也就是所谓的“挖矿过程”。那些贡献算力去参与新区块生成的朋友们被称为“矿工”。

这个额外的工作分为两步：

第一步：将新制作的区块所包含的内容 【 前一个区块的哈希值（SHA256函数值） + 这个新区块的基本信息 + 这个新区块所包含的所有交易记录 】组成一个字符串。这里的前一个区块的哈希值是指，将前一个区块的所有内容输入SHA256函数后所得到的结果值。由于每一个区块和它所对应的SHA256函数值一一对应，所以区块的SHA256函数值就代表着这个区块。

第二步：找一个随机数（nounce），在第一步组成的字符串的末尾添加上这个随机数，组成新字符串。将这个新字符串输入 SHA256 函数，得到一个256位的二进制数。如果找到的这个随机数能使得，本次SHA256函数运算得到的256位的二进制数，满足特定的挖矿难度（挖矿难度会不断调整，我们在这里假设，前70位都是0），才算成功完成了这个额外的工作。

挖矿难度（difficulty）的设置，让这个额外工作的难度非常的高，高到整个比特币网络大概只有一个矿工能在10分钟左右的时间找到这个随机数。SHA256 函数的特点是，虽然每个输入值对应一个输出值，而且每个输出值都是一个256位的二进制数，但每次运算的输出值具体是什么完全是随机的，而且无法预测，找到符合要求随机数的唯一方法就是以最快的速度输入不同的随机数，不断地尝试。按照我们目前假定的挖矿难度，前70位数字中，第一位为0的概率为二分之一，因为第一位可能为1，也可能为0。这里可以类比抛硬币，抛一枚硬币，可能是正面，也可能是反面，是正面的概率为1/2。前两位都为0的概率为1/2乘以1/2。前70位都为0的概率为2的70次方分之一。也就是说，平均要尝试2的70次方个随机数（1180591620717411303424），才能找到那个符合要求的随机数。也就是说，平均要进行2的70次方次的SHA256函数运算，才能得到符合要求的随机数。

挖矿难度是随着全网算力的提升不断调整的，目的是为了保证每十分钟只有一个新区快生成，即整个比特币网络上的所有矿工节点上的所有计算设备一起做运算，平均每十分钟才能完成这个工作量。如果全网的算力提高了，挖矿难度可能会调整为：得到的256位二进制数的前71位都为0。因为找到这个随机数完全靠运气，有时候运气好一些，可能三分钟，四分钟，就能找到这个随机数。有时候运气差一些，可能要十几分钟才能找到这个随机数。但一般是平均十分钟，才能找到一个满足要求的随机数。因为完全靠运气，所以到底哪个矿工的计算设备先找到这个随机数也完全是随机的。

所以消耗了巨大的算力去挖矿，挖的不是币，而是记账权。这也是记录全网记忆的权力，这个权力至高无上，需要代价，也会得到奖励。最先找到符合要求的随机数的矿工会得到系统一定数量的比特币作为奖励。随着比特币被越来越多的人所接受，比特币的价格水涨船高，利益会激励矿工去参与记账和维护网络正常运转的积极性。