发行比特币与区块链共识的方法

我们知道区块链想要获得全网的一致性，最关键的一步是需要解决一个方程组，这个方程组的解能够证明在这十分钟内你是老大，你的账本是全网的标准。

只有完成这个过程，你才能获得发行比特币的权利。那么这个过程具体是如何进行的？用到了怎样的密码学知识呢？我们来做个简单的科普。

第一，随机特性

密码学的哈希运算有一个特性，即随机友好。意思是给定一个方程组，给出很多y的结果，比如y的范围在0~100之间。你可以计算出一系列的x，使得它们的计算结果也会落在0~100之间。

但是需要注意的是，这些x的分布必须是非常随机的，你不知道它们可能会落在哪个范围内，没有任何捷径可走，只能一个个数字尝试，无论从哪个数字开始尝试，概率都是相同的。

这个特性类似于防止碰撞的特性，但更加强调概率的均衡。

第二，寻找随机数

在比特币的算力竞争中，有一个难度调整的模式。可以简单理解为调整y的范围，比如从0变为10就增加了难度，而从0扩大到1000就减小了难度。

矿工们的任务就是一个个数带入方程组的算法中，如果能找到一个对应的x，使得计算结果y落在这个范围内，那么就算是抢到了这一次的出块权。

具体到整个比特币挖矿过程中，系统每隔一段时间会调整最后得到的哈希值的范围，这个范围用二进制表示。例如，二进制形式为010101。

调整范围的方法是将前面的某些位变为零。前面的零越多，表示范围越小，难度越大。如果整个网络的算力增加，就会增加这些零的个数，从而缩小范围，需要更大的算力进行计算。如果网络算力下降，为了保持十分钟出块的速度，就会减少这些零的个数，扩大数字的范围。

确定范围后，就需要寻找一个随机数，将这个随机数和区块头中的信息进行哈希运算。只要最后得到的值落在范围内，就说明你抢到了结果，挖矿成功，获得了发币的权利。

第三，发行比特币

最后有人问，比特币到底是怎么来的？

这涉及到比特币的发行过程。在比特币的转账中，存在一个输入地址和一个输出地址。简单来说，就是钱从哪里来，到哪里去。

而比特币的发行过程则是从无中生有的。没有输入地址，只有输出地址。

当你计算出随机数后，将该段时间内的交易打包，并将你获得的随机值以及打包的交易一起公布到全网上。可以简单理解为你写了一张纸条，上面写着你有十个比特币，只要别人能够认可，你就算是发行成功了。

哈希算法还有一个特点，那就是解密的速度很慢，但是验证结果的速度却很快。其他人拿到你的随机值后，只需带入方程组进行验证，发现你是正确的，那么你的纸条就成为了全网的标准。在这轮竞争中，你成功地发行了比特币，到了下一次出块时，这些比特币就可以用于转账了。

以上是一些简单的讨论，仅供参考，不代表任何建议。