先来理解下比特币挖矿工作量证明。

一个挖矿的过程是计算一个随机数，谁先算出这个符合条件的数，这个条件叫“目标值”，就成功挖到一个区块，就可以拿到区块奖励和交易手续费了。考虑到交易安全性，比特币系统设定全网平均10分钟就会有人算对一次，如果这个平均时间比10分钟快，那系统就会加大计算的难度，反之就减少。

为了衡量挖矿出块时间，系统定义了一个叫“难度”的值。“难度值”和“目标值”是可以通过计算公式相互计算的。

为了给出弱区块的定义，我们先将比特币通过POW挖出符合“目标值”的区块叫“强区块”。请记住“目标值”和“强区块”这两个概念。

比特币挖矿采用工作量证明机制，是什么意思呢？

工作量证明（Proof of Work,简称POW）是共识机制的一种，可简单理解为一份证明，证明你做过一定量的工作，即我通过查看工作结果就能知道你完成了指定量的工作。

比特币挖矿采用的就是工作量证明机制，比特币网络通过调节计算难度，保证每次竞争记账都需要全网矿工计算约10分钟，才能算出一个满足条件的结果。该结果即“区块头”里包含的随机数。

工作量证明是指，如果矿工找到了一个满足条件的结果，我们便可以认为全网矿工完成了指定难度系数的工作量。获得记账权的几率取决于矿工工作量占比全网的比例，如果占比30%，那么获得记账权的几率也是30%。所以提高工作量占比才能提高竞争力，才能获得更多新诞生的比特币！

这种“弱区块”的出块速度就要比“强区块”快很多，比如快4倍，或10倍，依据系统设定的“低难度值”是原“难度值”的多少而定。

弱区块和强区块类似，也包含类似的数据结构，也有前散列值、随机数、根散列值、coinbase信息，和大量的交易交易。这种弱区块书写成“Δ-区块”。

由弱区块组成的链就称为子链，这是依附在强区块链上的。当有矿工挖到一个强区块时，子链就关闭了。然后系统再开启一个子链，等着依附到下一个强区块上。

当有矿工挖到强区块后，依附在上面的子链就会被打包进强区块。关闭子链后，这个强区块的具体数据结构应该和现有的区块数据结构完全一样。

工作证明(Proof Of Work，简称POW)，顾名思义，即工作量的证明。通常来说只能从结果证明，因为监测工作过程通常是繁琐与低效的。

比特币在Block的生成过程中使用了POW机制，一个符合要求的Block Hash由N个前导零构成，零的个数取决于网络的难度值。要得到合理的Block Hash需要经过大量尝试计算，计算时间取决于机器的哈希运算速度。当某个节点提供出一个合理的Block Hash值，说明该节点确实经过了大量的尝试计算，当然，并不能得出计算次数的绝对值，因为寻找合理hash是一个概率事件。当节点拥有占全网n%的算力时，该节点即有n/100的概率找到Block

Hash。

工作证明机制看似很神秘，其实在社会中的应用非常广泛。例如，毕业证、学位证等证书，就是工作证明，拥有证书即表明你在过去投入了学习与工作。生活大部分事情都是通过结果来判断的。

弱区块没有区块奖励，只有强区块才有。但弱区块有交易手续费，所以矿工也可以通过挖弱区块获得收益。

挖到强区块的矿工，是无法拿到弱区块里的交易手续费的。每一个弱区块被挖出来后，该矿工会在弱区块里构建一笔“弱coinbase交易tx”，将该弱区块里的所有矿工费收集在这笔“tx”里。但这笔tx在强区块被挖出前是无效的，只有等到强区块被挖出后，子链被关闭时，由强区块矿工来分配所有的交易手续费。

这多考验矿工人性，如果没有硬分叉，我很难相信弱区块能够形成协议共识。虽然Bitcoin unlimited的开发者始终认为弱区块是不需要硬分叉来部署。不过，这只是理论上不需要，工程上最好是设计成硬分叉。

比特币牵涉到的利益关系极其复杂，对比特币协议的进化需要多种领域的知识，包括经济学、计算机科学、数学 ，甚至现在还牵扯进来了各种政治类智慧。

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