POW挖矿本质就是构造符合要求的区块并进行验证的过程。本期教程将通过介绍比特币区块的结构与其打包，验证过程来解释POW挖矿的逻辑过程。
区块结构
2019-09-1914:49:20爆出的比特币区块来自：BTC.com
比特币区块分为四部分，区块头Blockheader，区块大小Size，区块交易数Txcounter，以及交易列表。
剑桥大学研究：比特币挖矿正变得更节能:根据剑桥大学的一项新研究，比特币的碳足迹可能正在改善，因为比特币开采的地理环境在过去六个月中发生了变化。查看剑桥研究的电力统计数据，每年生产的总电力为26,730 TWh，其中消耗为22,315 TWh。比特币在总电力消耗中的份额为0.32%或71.86 TWh。黄金每年使用131 TWh。从另一个角度来看，比特币每年使用的电力与哥伦比亚或孟加拉国等国家大致相同。数字货币公司Foundry的首席执行官Mike Coyler解释说当前的比特币网络从新的矿机中获得两倍的算力，而该网络使用的能量与之前相同，这将继续显著提高比特币网络的安全与能源比率。世界各地的矿工都在寻找可再生的搁浅电力，这将是比特币碳足迹的一大胜利。随着对可再生能源的日益推动，特别是在北美，比特币网络的碳足迹只会缩小。比特币挖矿服务提供商Compass的首席执行官兼创始人Whit Gibbs认为，美国超过一半的比特币挖矿来自可再生能源。（etftrends）[2021/8/2 1:28:18]
乐透互娱或因关闭比特币挖矿设施而损失97%收入:在中国香港上市的公司乐透互娱已关闭了其在四川的两家比特币挖矿设施。作为对股东的警告，乐透互娱表示，这两个数据中心通过为客户托管矿机在 2020年带来了3.92亿港元（4,790万美元）的收入，占去年总收入的97%。（The Block）[2021/7/1 0:18:38]
区块头内包含六个字段，Version，PrevBlock，MerkleRoot，Time，Bits，Nonce。
区块打包过程
CoinEx上线ONES并开启ITO(首次交易挖矿）:2020年9月18日，CoinEx全球首发去中心化交易协议OneSwap治理代币ONES，并开放ONES/USDT交易对。
ONES上线当天，最高涨幅达500%，现报价$1.8。此外，CoinEx还同步开启限时ITO（首次交易挖矿），活动期间用户无论在CoinEx平台上交易任何币种、交易对或者交易市场皆可获取ONES奖励，此阶段交易挖矿每日总奖励为50,000枚ONES，现货交易奖励（含杠杆交易）占40,000枚，永续合约交易奖励占10,000枚。
ONES（OneSwap DAO Token）为以太坊上部署的OneSwap发行的ERC20治理代币，ONES代币总量恒定为1亿个，其中50%将通过多种挖矿方式分发给社区。[2020/9/19]
具体过程如下：
动态 | 中国加密矿工主导挖矿行业:7月13日消息，有分析者称，如果四川比特币矿池遭到任何重大打击将影响到全球的哈希率。其进一步表示，中国矿工仍主导着加密货币，而中国的比特币挖矿行业对整个比特币行业而言存在一种“关键人风险”（即失去一个关键人物将对集体存毁灭性打击的风险）。
目前，中国近乎垄断着比特币挖矿行业。据艾瑞咨询报告，全球比特币矿机制造市场由比特大陆、嘉楠耕智和亿邦国际三大生产商主导，且这三大生产商均为中国企业，2017年，三家的合计总销售收益及已售算力占全球90%。[2018/7/13]
从未确定交易池中选择交易，通常尽可能多的优先选择手续费高的交易。
构造coinbase交易，计算打包交易中的挖矿手续费，与coinbase奖励一起发送到打包矿工的地址。
由打包交易与coinbase交易得到区块结构中的区块大小，区块交易数与交易列表。
对所有交易进行hash运算，得到MerkleRoot。
自行填写Nouce，由当前环境填写Version，PrevBlock，Time，Bits，与得到的hashMerkleRoot一同构成区块头。
区块头与区块大小，区块交易数与交易列表就构成了一个比特币区块。
打包一个比特币区块，矿机一瞬间就可以完成，但是比特币主链只会允许符合难度要求的区块进行广播，那么如何验证区块是否符合难度要求呢？
区块难度验证
20190919比特币难度情况来源：BTC.com
验证过程为：区块打包成功后对区块中的区块头进行hash运算，将运算结果与当前全网难度比对，若运算结果小于全网难度，则成功广播。但如果运算结果大于全网难度，则需要重新构造区块头再次循环。
由于hash算法的不可逆性质，矿工只能挨个去尝试改变区块头的构造来满足难度要求，算力越大，满足难度要求的可能性就越大，这就是POW工作量证明机制。
矿工需要不断改变区块头的信息，使得SHA256D<全网难度，那么在第一次验证失败后如何更改区块头信息呢？
区块头中的数据，Version，PrevBlock，Bits，Time在同一时刻是一定的，不会发生变化。矿工能够修改的部分为Nonce和MerkleRoot。
Nouce是一个四个字节的随机数，可能取到的值有2^32个。在早期使用CPU与GPU进行比特币挖矿时，矿工只需要通过改变Nonce的值来重新构造区块头从而得到新的SHA256D。
MerkleRoot是对区块内所有交易进行hash运算的256位hash值，改变coinbase的输入信息和改变交易排列顺序都可以改变MerkleRoot从而改变区块头得到新的SHA256D。
ASIC矿机出现后，Nonce提供的2^32可能取值无法将爆块时间控制在10分钟，故现阶段矿工通过修改Nonce和MerkleRoot两种方式来重构区块头。
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