如何徒手挖比特币 (新手如何挖比特币)

想要徒手挖比特币，我们就需要一些工具。你看人家挖矿用的都是什么矿卡呀？什么gtx1060啊，都是高端配置。我徒手挖比特币也不能示弱，那我们要准备什么东西呢？我们要准备以下几样东西。

一支铅笔或者是自动铅笔，一块橡皮和多张格子纸。

高端配置，奢华享受

一下就露出了王者气质，那真是不知道比他们高到哪里去了。当然在这之前呢，我们需要准备一些数据。

第一个叫做时间戳，时间戳是指格林威治时间1970年1月1日0:00:00起至现在的总秒数。去网上（

第二个呢，需要找到前一个块的哈希，默克尔树根和nbit，这个你可以在网络（

还有你需要准备的一个叫做target的东西，这个呢，可以在网络上查到difficulty（

好了，那我们所有的数据就都准备完成了，那我们就可以正式的开始挖矿了。比特币呢是基于一种叫做sha-256的算法来实现挖矿的，虽然这样说并不准确，但是鉴于大家好理解，我就简单说了。sha呢，全称叫做安全散列算法，是NSA的发明。256呢，是指你不管输入多么长的文本，它最终呢都会输出一个256位的二进制数。你可能会想啊，那这样会不会很麻烦啊？经过高玩梁的实测，并不麻烦，你只要有小学四年级的数学水平就可以进行计算（说NSA只有小学四年级水平，举报了 #滑稽）。

首先呢，你需要准备几个他所规定的数值，8个哈希初值和64个哈希常量，大家注意了，这些数都是16进制的，但是别害怕，一点都不难。

十六进制（英文名称：Hexadecimal），是计算机中数据的一种表示方法。同我们日常生活中的表示法不一样。它由0-9，A-F组成，字母不区分大小写。与10进制的对应关系是：0-9对应0-9；A-F对应10-15；N进制的数可以用0~(N-1)的数表示，超过9的用字母A-F。

这8个哈希初值分别是：（0x表示后面的数是16进制的）

A= 0x6a09e667

B= 0xbb67ae85

C = 0x3c6ef372

D= 0xa54ff53a

E= 0x510e527f

F = 0x9b05688c

G= 0x1f83d9ab

H= 0x5be0cd19

这些初值是对自然数中前8个质数（2,3,5,7,11,13,17,19）的平方根的小数部分取前32bit而来（不必理解，记住即可）

64个哈希常量是

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

和8个哈希初值类似，这些常量是对自然数中前64个质数(2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97…)的立方根的小数部分取前32bit而来。（不必理解，记住即可）

准备好这些之后，我们就开始梳理刚才的数据，按高玩梁现在撰稿的时间（2018-08-23 12:56:16），我们去btc.com挑选一个最新的区块538053(看高度)

区块538053相关数据

我们需要算出这个参数C= version + prev_hash + merkle_root + ntime + nbits，其中

version = 版本号

prev_hash = 前一区块ID的字节反转

merkle_root = 本区块中所有交易的SHA256的墨克哈希树根的字节反转

ntime = 时间戳

nbits = 网络难度

第一个需要的是版本：0x20000000

第二个是需要前一个块的数据反转：0e7168bdd5ebcf97485b74eb10de19a3e718bc42136e12000000000000000000

第三个我们需要Merkle Root的数据反转：66cda53c8201a0f003048fe50522124415944351c7a4b63429fdd64b0c50e4af

第四个我们需要当前的时间戳：1535000176，然后转换成16进制：0x5b7e3e70

十进制数转换成十六进制方法是：除以16取余数

十进制数除以16，所得余数就是转换后的16进制数的最低位，所得的商再除以16得到的余数就是转换后的16进制数的第二位，直到商是0为止，把所有余数分别转换成16进制数，再按顺序排列即可。例如：723转换成16进制过程：

723÷16=45...........3

45÷16=2...............13(D)

2÷16=0................2

注意：13=D

所以：723=0x2D3

第五个是nbit，也就是bits：0x172c0da7

还需要一个随机数X，这个你从0到2^32-1之间选一个数，然后转换成16进制，这里我选择24857190(0x017b4a66，转换成16进制不满8位在前面用0补齐)

然后把他们组合起来，也就是：200000000e7168bdd5ebcf97485b74eb10de19a3e718bc42136e1200000000000000000066cda53c8201a0f003048fe50522124415944351c7a4b63429fdd64b0c50e4af5b7e3e70172c0da7017b4a66

这也就是我们要运算的数据，好，我们正式开始进行sha-256运算，SHA256算法中的预处理就是在想要Hash的消息后面补充需要的信息，使整个消息满足指定的结构。信息的预处理分为两个步骤：附加填充比特和附加长度

二进制和十六进制的简单互转关系，一位十六进制等于4位二进制，因为有如此简单的转换关系，所以计算机通常用十六进制表示数据，而且可以压缩表示二进制串的长度

在报文末尾进行填充，使报文长度在对512取模以后的余数是448（在二进制情况下）

首先我们数数这些一共多少位，得到位数为160位，然后乘4，得到640（二进制位），除以512，得余数为128。然后用448减128，得320，除4，得80，所以我们要在刚才算出的数据后面加80个0。至于为什么这么做，大家可以看文末的参考文章1。

200000000e7168bdd5ebcf97485b74eb10de19a3e718bc42136e1200000000000000000066cda53c8201a0f003048fe50522124415944351c7a4b63429fdd64b0c50e4af5b7e3e70172c0da7017b4a6600000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

附加长度值

附加长度值就是将原始数据（第一步填充前的消息）的长度信息补到已经进行了填充操作的消息后面。我们需要附加上一个64bit（二进制）的数据，用来表示原始报文的长度信息。我们知道刚才的数据一共160位，转换成二进制就是160×4=640位，640转换成十六进制就是0x280，补成64÷4=16位，就是0x0000000000000280，补在刚才的数据后面：

然后将其转换为8个一组

我们就可以正式开始计算了

首先，先准备好那八个哈希初值，ABC一组，D单独一组，EFG一组，H单独一组的顺序排放在上面，各组之间留出足够的空间。写数字的时候也是间隔三个写一个。便于我们将其转化成二进制。最终排放的方法如图所示。

为了方便计算

首先我们要了解下相关的计算：

图中，ABCDEFGH这8个字（word）在按照一定的规则进行更新，其中

深蓝色方块是事先定义好的非线性逻辑函数，上文已经做过铺垫

红色田字方块代表 mod2^32addition，即将两个数字加在一起，如果结果大于2^32，你必须除以2^32并找到余数。

ABCDEFGH一开始的初始值分别为Hi−1(0),Hi−1(1),...,Hi−1(7)Hi−1(0),Hi−1(1),...,Hi−1(7)

Kt是第t个密钥，对应我们上文提到的64个常量

Wt是本区块产生第t个word。原消息被切成固定长度512-bit的区块，对每一个区块，产生64个word，通过重复运行循环n次对ABCDEFGH这八个字循环加密。

最后一次循环所产生的八个字合起来即是第i个块对应到的散列字符串Hi

有人可能就要说啦啊，高玩梁啊，你是不是对四年级有什么误解呀，这个运算完全不太适合四年级的学生来运算啊，别说四年级了，我这大学生也算不了啊。别慌，其实一点都不难，看看下面我的操作你就知道有多简单了

先把ABC和EFG转化为二进制

按照表格一位一位的转化，熟练了就可以背过，比如我

把ABC和EFG转化为二进制

首先对ABC进行maj运算，因为他是按位运算，所以说大家一位一位的看，也就是竖着看。我先给大家算一遍，写出结果。最后结果转化为16进制

这个maj运算怎么算呢？非常简单，抛开复杂的数学计算你可以发现，你只要看见三个数中超过两个1，当然包括两个。那maj运算的结果就是1，反之就是0。

然后呢在对A进行Σ0运算。这个运算的就是分别把A的二进制分别向右移动两位，移动13位和移动22位。当然移走的那些位移到前面去。然后呢？在对其进行异或运算。我先给大家算一遍，大家看看结果。最后结果转换成16进制

移位我就不说了，我们来看看异或运算。抛开复杂的数学计算，我们又发现只要三个数中有奇数个1，结果就是1。偶数个1呢，就是0。

ABC这边的运算已经结束了。我们再看EFG，对EFG进行ch运算，ch运算是所有运算里面最难的。我在给大家算一遍，大家看看结果，

算完之后似乎没有规律可循。但是高玩梁也还是发现了一个不太规范的规律，只要三个数中只有最后一个是1，或者是由两个1挨在一起的，结果是1，反之就是0。

然后在对E进行Σ1运算。Σ1运算和Σ0运算大致相同。只不过它是向右移动6位，11位，和25位。我们仍然可以用上面找的规律对它进行运用。最后把算出来的二进制转化为十六进制。

接下来我们要计算一个值t1 = h + Σ1 + ch + k[i] + w[i]，其中i表示轮数减一，现在我们是第一次运算，i=0，k[0]表示第一个哈希常数，也就是0x428a2f98，w[0]我们表示第一块参数，也就是0x20000000

还记得那个红色田字吗？红色田字方块代表 mod2^32addition，即将两个数字加在一起，如果结果大于2^32，你必须除以2^32并找到余数。其实意思就是超过8位的数统统删掉。

然后我们就可以计算新E=t1+D

然后我们计算新A=Σ0+maj+t1

剩下的就可以结束了，因为新h=g，新g=f，新f=d，新d=c，新c=b，新b=a

你认为这样就完成了吗？那是绝对不可能的，这只是进行了sha256的第一轮，其实sha256共有64轮。我们只需要把算出来的这些新的abcdefg投入新的运算当中，继续进行下一轮，只要64轮结束之后，将abcdefg组合起来，就能得到我们想要的sha256的值。

你可能会想啊，这么简单，这也不难啊，64轮我算算也不是不可能的事情啊。那我算出来是不是就能挖到比特币了呢？你要是能挖出来，那些买矿卡的老板不得亏死呀，他直接叫你去算不就好了。实际上比特币算法的公式是这样的：

对你没有看错，比特币的算法并不是一层sha256，而是两层sha256，也就是说你需要进行64+64=128轮的运算。

而且呢，最终难度要小于一个值叫target，这个target可以由下面的一个公式进行计算。首先大家需要找到刚才的那个nbit=0x172c0da7。我们需要通过一个算式来进行计算。

0x2c0da7 * 2**(8*(0x17 - 3))

这个nbit实际上是target的一个压缩版本，我们需要将其解压缩。最后解压出的值是这样的

target=0x2c0da70000000000000000000000000000000000000000

只要你算的sha256小于这个值，就可以说你算出了比特币。

但是果真如此吗？其实从第一步开始就错了。你所计算的都是人家算完了的，也就是说你玩的都是人家玩剩下的。你可能会问啊，这是怎么回事儿啊？实际上在计算的过程中，你发现有一个值叫做默克尔树根Merkle Root了吗？这个呢，是当前区块所有交易的哈希值反转。这个值只能通过比特币网络来获取，并不能在本地实现获取，所以说呢，你获取到的默克尔树根是人家已经算完了的，而不是你自己算的。就因为这一个东西你做不到。

所以说，用手挖比特币基本是不可能完成的，当然如果你能连接比特币网络，得到这个默克尔树根，你仍然可以通徒手来进行计算。

其实比特币真正难的地方不是在挖矿的sha256，而是在于后面有一些椭圆曲线，它涉及到一些32位的大整数的运算，这个高玩梁比较笨啊，那就不详细说了。

参考文献：

SHA256算法原理详解：

比特币挖矿一定要用计算机吗？用纸笔来计算可行吗？：

比特币开发者参考：

理解与计算比特币难度值Difficulty：

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