作者：晏文春 / 來源：白話區塊鏈

在《為什么有的區塊沒有打包交易，是礦工忘記了嗎？》一文中，有讀者留言提問：

這個問題梳理成如下表述：

假設最新的區塊高度為1萬，在10:00整被挖出，礦工快速構建區塊高度為1萬零1的區塊，然后在10:05，大白發布了一個交易，在10:06最新的區塊被挖出，而且打包了大白發布這筆交易，這是為什么呢？按理說，這個新交易發布的時候，礦工早就構建好了候選區塊，這個交易肯定不在他當初構建的候選區塊里。

今天我們就來試著解答這個問題。

 01 
挖礦就是不斷嘗試隨機數

在《一個經典的故事，讓你3分鐘搞懂比特幣挖礦》一文中，白話區塊鏈介紹過，挖礦的過程就是不斷嘗試隨機數，試圖找到符合要求的解的過程。礦工在構建好區塊后，不斷嘗試隨機數，直到有人找到符合要求的隨機數（區塊頭的哈希值≤目標值），新區塊被挖出，該礦工獲得出塊獎勵。
 

 02 
有限的隨機數

比特幣系統中的可以嘗試的隨機數是有限的，只有2^32種可能的取值。礦工構建區塊后，遍歷所有的隨機數，很可能仍沒得到符合要求的解。這種情況，礦工該怎么辦呢？哈希函數特點是，輸入值改變哪怕一點：可以是改變順序、增加內容、減少內容等，輸出值的結果都會有天差地別般的變化。所以這種情況下礦工可以重新構建區塊，比如其他內容不變，將一筆剛剛發布交易打包進區塊，然后再嘗試隨機數，這種情況下，如果剛好找到了符合要求的解，新的區塊就被挖出來了，這筆新發布交易也就被確認了。這也就回答了我們開頭的那個問題。
 

 03 
礦工的其他調整方法

在遍歷所有隨機數后仍沒有找到符合要求的解的情況下，礦工除了調整區塊里打包的交易，還有哪些其他調整方案呢？

我們知道挖出新區塊的條件是：區塊頭的哈希值≤難度目標。

而區塊頭內容包含：

除去隨機數字段，塊頭里的版本字段、父區塊頭哈希值、難度目標都是確定的，無法調整，而時間戳字段可調的范圍非常有限。這樣下來，方便調整的部分還就剩默克爾樹根字段。區塊頭內并沒有包含該區塊的交易數據，而是對這些交易信息取哈希值，然后再對交易的哈希值兩兩合并再取哈希值，直到形成最后形成一個字段，這個字段就是默克爾樹根字段，它將被存儲進區塊頭里。

▲圖片來自網絡：默克爾樹

所以當出現遍歷所有隨機數都沒有找到合適解的情況下，礦工可以調整區塊里的交易：包括交易的順序、增加打包的交易、減少打包的交易等，這些調整最終都將造成區塊頭里默克爾樹根哈希值的變化，從而影響整個區塊頭的哈希值。但這樣的處理都是輔助的方式，礦工更普遍的方式修改一個特殊交易的額外的隨機數（Extra Nonce），這種調整方法相對來說更加高效。

這個特殊的交易就是比特幣出塊獎勵的創幣交易。這筆交易是由系統"憑空創造"的，所以這筆交易是沒有輸入的，也就是說它的輸入域（input 字段）默認是空的。礦工可以對這個字段進行修改，以期找到符合要求的解。創幣交易輸入域為額外的隨機數提供了8個字節空間，換句話說，這使得隨機數由原來的2^32種可能性擴大為2^96種可能性，礦工遍歷2^96種可能性，一般都能找到符合要求的解。

另外值得一說的是，這個特殊交易的輸入域還是很多人信息上鏈的"窗口"，比如神魚的"執子之手，與子偕老。神魚 to 冬冬"就寫在創幣交易的輸入域里。

如果你是礦工，想在創幣交易輸入域"秀恩愛"，你應該在區塊挖出之前上寫“秀恩愛“的信息，還是等區塊挖出之后再寫呢？為什么呢？歡迎在留言區寫下你的看法。