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通俗地讲，“挖矿”即生成新区块的本质是：做一系列的哈希运算，当运算得到的哈希值符合目标规则，即为挖矿成功（其实，就是寻找符合条件的Nonce参数的过程，下文会详细解释，此处记住这个概念即可）。

也就是比较俩数值的大小，target目标值（固定）与哈希计算值（矿工每次计算算出来的值），这两个值的计算公式是什么呢？

如下图，为区块头（header）结构，结合着图示，介绍下挖矿的原理。

这里直介绍两个关键信息：

1）难度系数：difficulty参数，顾名思义用来调节生成区块的难度的。该值决定了target的大小，

公式为：target=2**（256-Difficulty）

中本聪希望生成每个区块需要耗时10分钟，但是实际情况往往多变，生成区块（算出target）的时间有可能远小于十分钟（difficulty偏下）或者远大于十分钟（difficulty偏大）；

那么在每2016【2016=14（day）24（hour）60（min）/10(min）】个区块生成完毕之后，系统要自动调节difficulty参数大小；

调整公式为：New Difficulty= Old Difficulty*（最新的2016区块实际耗时/ 20160 minutes）.即：最新2016个区块花费时长与20160分钟（20160分钟是2016个区块期望的产出时间）比较所得。

2）随机数：Nonce参数，也可以理解为POW工作量证明的计数器；

该字段是最重要的一个字段，因为其实“挖矿”的过程就是寻找符合条件的Nonce值的过程；我们知道“挖矿”是做一些列的哈希计算的过程，该过程为：对区块头和nonce进行哈希运算【sha256(str(header)+str(nonce))】；如果本次所得的哈希值<=target，则“挖矿”成功；反之，Nonce+1，重复上述过程；

PS：

1）Nonce叫“随机数”的原因是因为原则上每次计算当前Nonce值可以随机产生。但是，实际情况下：什么方式最容易计算出目标值呢？穷举法；所以每次计算Nonce从0开始；计算Hash值是否<=targetHash; 如果本次所得的哈希值<=target，则“挖矿”成功；反之，Nonce+1，重复计算过程；

2）为什么说“挖矿”这么难呢？（上文中说的target值符合特定的规则：十六进制的以连续0开头，且连续的0越多越能符合命中规则）

打个比方：当前target值为连续20个0开头的十六进制数字；

一个不透明的口袋里有俩形状一模一样的乒乓球，一个红色（1），一个蓝色（0）；每次抓阄抓到蓝色则标记位0，红色标记位1，那么如果矿工想要“挖矿”成功，意味着：至少连续20次抓阄均抓到篮球。是不是瞬间觉得很难呢？

如果连续2016个区块的生成时间小于期望的20160分钟，系统会自动调节Difficulty系数，比如调节Difficulty系数之后，target变成了连续21个0开头的十六进制数字，此时，矿工想要挖矿成功，则需要连续21次抓到篮球，生成时间就会相对变长。是不是更难了呢？

如果连续2016个区块的生成时间大于期望的20160分钟，则调低难度系数。

参考