Merge Mining (合併挖礦 auxpow)

最近在螞蟻金服實習搞區塊鏈，在公司不能在CSDN寫博客 =_=

概念

合併挖礦的概念其實就是借用比特幣網絡的算力，來保證寄生鏈的安全性（如 name coin）。
簡單來說，就是你是個挖比特幣的礦工，你是一直碰撞比特幣區塊頭哈希的，如果符合比特幣網絡難度要求，率先挖到並進行廣播，那麼就能得到coinbase獎勵。
而如果進行合併挖礦，讓namecoin寄生到比特幣上，那麼事情會變成怎麼樣呢，首先namecoin會承認比特幣礦工做的工作量證明，所以，有以下三種情況：
1. 比特幣區塊工作量大於比特幣網絡難度，礦工廣播，礦工可以得到比特幣的coinbase獎勵和namecoin的coinbase獎勵
2. 比特幣區塊工作量小於比特幣網絡難度，大於namecoin網絡的難度，礦工廣播，礦工不能得到比特幣的coinbase獎勵，但能夠得到namecoin的coinbase獎勵
3. 比特幣區塊工作量小於namecoin網絡的難度，礦工不會廣播

我們可以看到，比特幣礦工可以照常挖比特幣，namecoin可以說的是白送的，所以比特幣礦工有動力去進行比特幣和namecoin的merge mining。

如何實現

經過分析，我們可以明白難點在哪裏。首先，namecoin是寄生在比特幣上的，所以比特幣的協議不會因爲namecoin而改變。

然後，如果要合併挖礦，比特幣區塊要做兩個見證

1. 見證比特幣網絡的交易數據
2. 見證namecoin網絡的交易數據

關於第一點，我們不需要理會，因爲本來比特幣區塊就對比特幣網絡的建議進行見證。而關鍵在於第二點，怎麼讓比特幣區塊見證namecoin網絡的交易數據？

我們很容易就可以想到coinbase交易，比特幣存在的自由空間。我們可以在這裏添加對name coin網絡交易的見證。

具體流程

比特幣區塊的改動

對於比特幣的區塊，我們在coinbase交易上添加以下字段，後兩個在只有一條寄生鏈namecoin的情況下不需要考慮：

int32_t magic; // 0xfa, 0xbe, 0x6d, 0x6d

uint256 nmc_block_hash; // 當前namecoin的block hash

int32_t merkle_size; // aux work merkle tree的大小，只有一個寄生鏈時設置爲1。

int32_t merkle_nonce; // 只有一個寄生鏈時設置爲0

namecoin區塊的改動

當namecoin不支持merge mining時，namecoin的區塊結構爲(1) block header + (7) namecoin的交易數據。

然而，當支持merge mining時，namecoin的區塊結構會變成(1)+…+(7)：

1. namecoin的區塊頭
2. 比特幣區塊的coinbase的交易數據
3. 附加Hash256(btc_block_header)
4. 包含有coinbase tx的比特幣的Merkle tree分支；（不需要全部的交易數據，只需構建merkle tree所需的必要位置的HASH值即可，最後需要附上一個標記來註明左右次序）
5. 當有多個寄生鏈時的其他分支
6. 比特幣的區塊頭
7. namecoin的交易數據

下面我們說明2-6的用法：

1. 當比特幣礦工做到pow的難度大於namecoin網絡難度時，它按照上述1-7組裝namecoin區塊。
2. namecoin結點發現這個區塊是merge mining的，先檢查一下(2) coinbase的nmc_block_hash是否爲當前的最高高度。然後對(6)比特幣區塊頭的哈希是否符合name_coin網絡的要求。
3. 如果符合，就用(4)的路徑驗證一下(2)的coinbase交易包含在(6)比特幣區塊頭代表的區塊中，就是SPV的那個路徑

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