比特币是个大帐本，也是个由多方参与者构成的网络。所以从账本的角度来看，有交易双方和记账人这三个角色；从网络构成的角度看，有全节点、挖矿节点、SPV节点这几种主要节点。

其实这两种描述都是对比特币的参与者的描述，只是从不同的角度对参与者进行了各有侧重的描述。

这些参与者都各有各的任务，各有各的功能，我认为其中最重要的角色/参与者就是矿工即记账人。

一，挖矿很重要！

全节点可以验证交易，但是挖矿节点才能确认交易，这意味着我转给你一个比特币这事虽然发生了，虽然我特愿意转给你，虽然我转给你的比特币是没被双花过，虽然我也向你的地址转账了，但是最终你是否能收到这个比特币却要依赖于矿工是否把我发起的这笔交易打包进区块，并且对全网广播，只有被打包了并且不可更改的情况下这笔转账交易才算数，这就是验证和确认的区别。只是“验证”还不够，一定要“确认”，本该是你的钱才能真的属于你。

所以挖矿这事对于比特币很重要，它保证了比特币系统的安全，保证了比特币账本里的记录真实有效，也参与维持了比特币的价值。

二，我为什么要干挖矿这个苦差事？

 挖矿很重要，但是矿工们凭什么要做这件事？总要有动力让他去行动才行，这时候给矿工发放奖励就必不可少了。没错，因为可以获得奖励，所以有人愿意花钱费力的来挖矿。

矿工的奖励分两个部分：挖矿得到的狗头金（coinbase）和交易手续费。

挖矿奖励除了能确保比特币账本的真实有效，同时还起到了比特币的发行作用（就是指给矿工奖励的coinbase）

比特币的发行是每隔210000个块即大约4年，系统会自动计算减半，这个减半的实现是有计算规则的，节点按照目前的块高度运用特定的函数公式计算得出。

矿工交易手续费是通过计算区块内所有交易的输入、输出差额得出的。

所以矿工们会拼命的投入人力物力去竞争，去争夺记账权，争夺奖励，加入挖矿的人越多比特币的系统就越安全，就越是被信任，它的价值就越被认同，然后又吸引更多的人来挖矿，这就是一个正循环。

三，凭什么这个家伙得到奖励？---工作量证明（POW）

工作量证明，矿工们为了争夺奖励，大家竞争去算一道题，这道题的算法是：把上个区块头加上一个变量值-NONCE混一块做哈希运算，它的目标是要求得一个值，这个值要小于难度目标值（难度目标值是由节点按公式自动算出的）每个矿工算的这道题由于它们搜集的交易各不相同，所以做的题目内容不同，但算题的难度和规则是一样的。

关于nonce不太容易理解，打个比方：矿工算的题就相当于在给一个方程式求解，没有任何捷径或模式让矿工能快速找到答案，只能是一个数一个数带进去解方程，就这个笨办法。这个方法求解的时候难，但是验算起来特别容易。

在这就有个疑问，这个nonce 一定存在吗？要是算遍了都没找到这个值怎么办呢？

难度目标值，是不断调整的，调整的根据就是看最近这2016个区块在这20160分钟里出块的速度和理想的出块速度去对比，太快了就把难度目标值调小了（即难度大增大），太慢了就把难度目标值调大了（即难度降低），当然如何调整也是有一个预定的规则，有相应的函数，节点会自己去计算。

难度目标值存在的意义是为了维持比特币平均每十分钟出一个块的速度，也就是在维持比特币的发行速度。出的太快了就往慢调一下，出的太慢了就往快调一下。

在这里我不由的想一个问题，为什么要定成10分钟出一个块呢？三分钟、两分钟、甚至一分钟不是更快吗，更好吗？

工作量证明能说明一件事，就是你最聪明你最快，这个帐给你记，这个奖励给你，此外还说明一件事，说明你是个好人，你是个善意节点，因为当坏人的话这个工作量就是成本，而这个成本太高了，于是也挡住了想到系统里捣乱的坏家伙们，从这个角度来说也维护了比特币系统的安全性。

说到这就真的能明白挖矿起到的重要作用，它是比特币系统的重要一环，是一个重要的参与者。

四，假如我是一个矿工

矿工有两种：独立矿工和属于矿池的矿工。

独立矿工就是直接与比特币网络连接的挖矿节点，而另一类矿工不是直接与比特币网络相连，是一群矿工连着矿池，由矿池连接着比特币网络。

目前比特币的算力太强大了，单独的矿工是难以挖到矿了，要加入矿池，矿池会把这个活分任务量摊给矿工们一起计算，几十台几百台矿机肯定比一台矿机算的快。

假如我是一个矿工来捋捋我是怎么干活的。

1.先以一笔我接收到的交易为线索来描述它被打包进区块的过程。

假如我是个矿工的的话，我的节点会收到交易，然后验证交易，验证合格的交易会放入一个内存池。接着我会构建一个候选区块，这个区块有区块头和区块身体，区块头包括版本号、父区块（头部）哈希、MERKLE根、时间戳、难度目标值、NONCE（Nonce值是由计算得出后填入的）。如果我是全网最快一个算出这道题的，我把去块头所有信息填上，再把交易的输入输出这些具体信息打包进区块的身体（输入中包括coinbase），这样一个区块新鲜出炉，然后我向全世界的其他节点发出这个区块。其他节点接收到后验证我的这个区块各个值是否正确，里面的所有交易是否正确，一切无误后把这个区块加到它的链上并且把块传播到其他节点。

2. 再以一个已经打包好的区块的角度看我的矿工节点是怎么干活的。

假如上一个块的高度是20000，我正在努力解答问题，想尽快获得20001这个块的打包记账权，忽然我的网络收到了叫20001的块，我立刻停下解这道题的工作，一边验证这个区块，一边构造下一个区块。我在内存池里把属于上一个区块的交易揪出来，把剩下的不超过区块SIZE的交易拿来重新构建候选区块，开始关于20002个区块的解题比赛。

以上大概的描述了矿工是干什么的，有什么作用，它是怎样工作的，也弄明白了POW的好与坏。

五，几个思考题

在乔老师的《精通比特币》关于这一章的学习中提到了几个思考题：比特币的挖矿到底在计算什么？数学模型是什么？这种计算是不是为了某些别的东西，而比特币只是个附属商品？为什么我觉得比特币更像商品，而这个商品的原料只是计算能力？

我觉得比特币的挖矿就是在用一个笨办法找一个解，它运用的数学方法书中描述这也是种哈希运算。这种计算是为了让比特币网络的参与者之一矿工来维持这个系统的安全，比特币和这个系统浑然一体，究竟它是附属还是最终目的呢？若说比特币是目的，那它更像是商品，算力是原料，共识机制，加密技术和分布式网络只不过是生产比特币并使其能够有卓尔不群的优良品质的工艺而已，若说它是附属，那谁才是主角，是底层的区块链技术吗？没有比特币的底层不就是一堆没有生机无法活动起来的机器吗？你说呢？