挖矿是指将新的交易记录添加到比特币的分布式公共账本中的过程。这个账本被称为区块链，交易记录被打包成区块并以链式相接的方式形成数据库。区块链的作用是确认网络上已发生的交易，并进行验证。它还有助于证明个体交易的真实性和合法性，以防止潜在的“双重支付”。
对于资源密集型的挖矿产业来说，维持区块生成速度是一个大难题。为了实现这一过程，每个区块都需要包含工作量证明来证明其有效性。
工作量证明是指满足一组交易记录添加到分布式网络所需的条件。每组交易被打包压缩在区块头中，区块头还包含一个随机字符串（NONCE）。挖矿机需要通过计算找到正确的随机字符串（NONCE），使得整个区块满足一定的条件。对于比特币而言，该字符串需要满足区块的SHA-256哈希值（要求有一定数量的前导0）。
比特币的普及也提高了工作证明共识算法的可见性，许多其他早期的加密货币在其技术堆栈中也采用了工作量证明的共识算法，并对其进行了大量的调整和改进。
区块生成的计算难度由算法决定，以维持区块生成速率的稳定。对于比特币而言，调整难度的方式是改变所要求的SHA256哈希值前导0的个数。找到以很多0开始的随机散列的几率非常低，因此需要进行很多尝试。为了确保每次尝试产生不同的结果，每次尝试之前，随机字符串（NONCE）都会增加。
网络增长或矿工算力的增加会导致网络难度的增加。随着越来越多的矿工加入节点，以及更高效的设备投入到计算中，全网算力将增加，并缩短出块时间，因此需要增加出块难度以抵消算力增长带来的影响。
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