Algorithm

For Bitcoin mining algorithm, define and describe the following: difficulty adjustment, hashing algorithm, coinbase transaction, coinbase transaction size, nonce, and block reward.

比特幣系統在挖礦過程中所使用的是 SHA256 散列函式。簡單來說，挖礦就是重複計算區塊開頭的 Hash 值，不斷修改該參數，直到與 Hash 值相符的一個過程。SHA256 散列函式的結果無法提前預測到，也沒有特定模式可以得知 Hash 值。SHA256 散列函式的這個特性代表了：得到 Hash 值的唯一方法是不斷的嘗試，每次隨機修改輸入，直到出現符合的 Hash 值。

區塊中的第一筆交易是筆特殊交易，稱為創幣交易或者coinbase交易。比特幣的區塊平均每10分鐘生成一個，為了能讓新區塊的保持10分鐘一個的產生速率，挖礦的難度必需根據這些變化進行調整。所以難度是一個動態的參數，會定期調整以達到每10分鐘一個新區塊的目標。簡單來說，難度被設定在無論挖礦能力如何，新區塊產生速率都保持在10分鐘一個。

新幣獎勵大約每四年減少一半，比特幣創世區塊開始時為2009年1月每個區塊獎勵50個比特幣，然後到2012年11月減 半為每個區塊獎勵25個比特幣。之後在2016年7月再次減半為每個新區塊獎勵12.5個比特幣。一直到2140年所有的比特幣全部發行完畢，就不會再有新的比特幣產生。

以前，挖礦是一個非常熱門的行業。但是隨著相關技術和設備的發展，現在個人進行挖礦的收益已經降得很低。從普通的CPU（2009）、到後來的 GPU（2010）和 FPGA（2011）、到後來的 ASIC 礦機（2013）、再到現在眾多礦機聯合組成礦池。由於當前參與挖礦的計算力實在過於龐大，一般的算力已經不可能挖到比特幣。

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