Порядковый номер блока – информация сугубо статичная, которая меняться не будет. Номер версии блока также представляет собой фиксированное значение. Теперь что касается времени создания блока, которое выражается в секундах, прошедших с 1 января 1970 года. Логично было бы предположить, что оно будет меняться не чаще раза в секунду, что для нашей задачи является крайне низкой динамикой. Число транзакций в блоке и вычисленное из них корневое значение дерева Меркла – информация также относительно постоянная. Однако бывают случаи, когда во время поиска валидного хеша майнеру поступают новые транзакции с более высокой комиссией, чем те, что он ранее включил в блок, – тогда блок будет иметь смысл пересобрать заново. Но данная процедура также имеет достаточно низкую динамику и проблем с необходимым разнообразием хешей не решает.
Получается, что коль скоро высокодинамичная информация в заголовке блока естественным образом отсутствует, для решения поставленной задачи необходимо вводить в процедуру майнинга некий искусственный элемент. Он не будет нести никакой полезной нагрузки, кроме как играть роль дополнительной составляющей заголовка блока, как прообраза для хеширования. И такой элемент действительно присутствует в заголовке каждого блока, и называется он «нонс» (nonce). Именно значение этого нонса майнер и будет исключительно быстро менять при переборе, открывая возможности для получения огромного количества разнообразных хешей, среди которых может оказаться и заветный «золотой» хеш с требуемым количеством нулей.
По сути, процедура майнинга и сводится к поиску подходящего значения этого самого нонса, который, будучи добавленным к заголовку блока, позволит майнеру вычислить валидный хеш, дающий ему право на создание нового блока, безусловно принимаемого всей сетью. Однако процедура поиска необходимого значения нонса достаточно сложна. В сети Биткоин используется алгоритм хеширования SHA-256, который предполагает два цикла по 64 итерации хеширования каждый. По состоянию на весну 2019 года сложность сети Биткоин требует наличия 18 первых нулевых символов для нахождения валидного хеша, соответствующим 72 нулевым битовым значениям. Что требует примерно 2>72 или около 5 · 10>21 переборов хешей. Много это или мало? Давайте попробуем сравнить это число, скажем, с количеством песчинок на всех пляжах нашей планеты. Ученые сопоставляют количество песчинок с величиной, приближенной к 10
