一文搞懂区块链Nonce：它到底是啥，矿工为啥要拼命算它？

导读： 于区块链技术范畴里，Nonce属于一个时常被提及然而极易被误解的基础性概念。它可并不是一个繁杂的加密学奇迹，而是一个服务于核心共识机制的具体的、功能性参数。...

于区块链技术范畴里，Nonce属于一个时常被提及然而极易被误解的基础性概念。它可并不是一个繁杂的加密学奇迹，而是一个服务于核心共识机制的具体的、功能性参数。去理解Nonce的运作逻辑，这是理解工作量证明（PoW）等区块链安全基石的关键一步。本文会深入研讨Nonce的作用，其寻找过程的意义，以及它在挖矿之外的潜在价值。

区块链Nonce究竟有什么作用

Nonce（即“Number used once”），其意译是把“一次性数字”，在比特币等那种采用工作量证明的区块链里头，它的最为关键的作用是去充当一个能够进行调节的“随机数”，和区块头里的其他别的数据（像版本、时间戳、前一个区块哈希、默克尔根等等之类）一块儿参与哈希运算，矿工所追求的目标是持续地去更改Nonce值，以便让整个区块头的哈希结果符合特定的难度方面的目标（举例来说，哈希值的前导零个数满足相应要求）。Nonce自身并不承载交易方面的信息，它属于一个纯粹的“解题变量”，它是矿工于哈希谜题里唯一能够进行快速且低成本尝试的字段。

矿工如何寻找正确的Nonce值

找寻Nonce的进程便是“挖矿”的关键核心，本就属于一个暴力计算也就是穷举的进程，矿工硬件也就是矿机将会从0起始，持续递增Nonce值，每一回都去计算整个区块头的SHA - 256哈希，并且和网络当下的难度目标作比对，鉴于哈希函数具备的单向性以及随机性，并不存在能够预测正确Nonce的便捷途径，仅仅只能依靠算力去开展海量的尝试。这一过程保障了网络安全，对于要对已确认区块里的交易进行篡改的情况，攻击者得重新去完成该区块以及后续所有区块的这一计算难题，而在算力强大的诚实网络里，这几乎是无法达成的。

Nonce除了挖矿还有其他用途吗

尽管Nonce于PoW中知名度最为广泛，然而其“一次性数字”的理念在其他情形下也存在运用。比如说，在以太坊账户体系内，每个账户均有一个与之相关联的Nonce，用以记载该账户所发起的交易数量。每当发送一笔交易，账户Nonce便会递增一回。如此能够切实防止交易重放攻击，保证同一笔交易不会被再度执行。此外，在某些权益证明，也就是PoS，或者拜占庭容错，即BFT，共识算法的变体当中，也有可能引入类似于Nonce的概念，以此来确保提议区块的随机性以及公平性，然而，其作用以及寻找方式与PoW存在本质上的区别。

在您的认知里，于往后更为主流的权益证明，也就是PoS共识机制的情形下，相似于Nonce这般的“工作量证明”概念，究竟会彻底消逝不见，还是会借着另外一种形式持续留存于区块链的底层逻辑里呢？欢迎在评论区域分享您的看法见解。