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5.希望你的区块被全网接受。即使你找到了一个区块，也不能保证该区块会成为共识链（concensus chain）的一部分。这需要有点运气，希望其他的矿工接受你的区块，然后从该区块开始继续接龙下去，而不是从你的竞争对手发现的区块开始。[1]
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6.利润。如果所有其他矿工接受了你的区块，那你就能获取利润。在2015年，一个区块的奖励是25个比特币，大约在10 000美元左右。此外，如果在该区块里的任何交易都有交易费，所有交易费也会为矿工所有。到目前为止，交易费作为额外收入，相对来说还比较低，大概是一个区块默认奖励的1%。
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我们可以把矿工的任务分成两类：第一类任务是验证交易和区块，这是比特币网络赖以生存和运转的基础。这些任务也是比特币协议需要矿工的首要原因。第二类任务是和其他矿工竞争，争取可以找到区块并因此获益。这些任务并不是比特币网络存在所必需的，而是为了鼓励矿工去完成第一类任务而设置的。当然，这两类任务都是使比特币成为一个数字货币的必要条件，因为矿工必须获得奖励才会去完成这些重要的任务。
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寻找有效区块
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现在回到如何找到一个使区块有效的随机数的问题上。在第3章中我们讨论过，区块链主要有两层基于哈希函数的结构。第一层在是区块链上，每个区块的头部都有一个指针指向其前一个区块，第二层是在每一个区块里，包括所有交易的梅克尔树。
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作为矿工，首先需要从你的交易池中选出一系列有效的交易并且编译成梅克尔树。当然，只要不超过每个区块随机数的交易上限，你可以选择编译的交易数量。然后，组装出一个新的区块，让它的头部指向区块链上的前一个区块。新区块的头部，有一个32位的随机数区域。你需要尝试不同的临时随机数，直到该随机数能使整个区块的哈希值小于目标值。这个目标值一般体现为以零开始的特定位数的数值。作为一名矿工，你可能使随机数从0开始，每次增加数值1，直到该随机数能使区块有效为止，如图5.1所示。
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图5.1 寻找有效区块
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注：在这个例子中，矿工尝试了一串都是零的临时随机数，但没有产生有效的哈希值，所以矿工继续尝试其他不同的临时随机数。
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在大多数情况下，随机数试过所有32位可能的取值后，仍然不能产生一个有效的哈希值，这时候你必须做出更多的改变。注意，图5.1中币基（coinbase）还有一个随机数可以改动。当你遍历区块头部随机数所有可能的取值后，可以改变币基里的随机数，比如加1，然后可以重新改变区块头部随机数来寻找有效的哈希值。
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当改变币基里的随机数后，整个梅克尔树上交易的哈希值都会改变（见图5.2），因为币基值的改变会向上传递，所以改变币基的随机数值比改变头部随机数值的代价要大很多。正因为如此，矿工大部分时间只改动头部的随机数，只有在遍历头部232个随机数值且还没有找到一个有效区块时，才改动币基的随机数。
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图5.2 改变临时随机数
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注：改变币基里的临时随机数，整个梅克尔树的哈希值都会因此而改变。
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你所尝试的绝大多数临时随机数都不会成功，但若能够坚持足够长的时间，你总能找到一对正确的临时随机数组合——头部随机数与币基随机数，用来产生一个符合哈希值要求的新区块。找到后要立即宣布，就有希望得到相应的区块奖励。
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每个人都在运算同一个谜题吗？
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你可能会想，如果每个矿工都在临时随机数值上逐步加1，岂不是大家都在按照同一个运算模式解同样的谜？岂不是最快的一个总赢得竞争吗？不会的。首先，矿工们不太可能在完全相同的一个区块上进行运算，因为每个矿工都会把或多或少不同的交易用不同的次序来放进区块内。但更关键的是，就算两个不同的矿工所组建的区块里包括了一模一样的交易，这两个区块的哈希值还是会不同。请记住在币基交易里，矿工会写自己的地址接收新铸币。这个地址本身的区别会沿着梅克尔树往上传递直达树根，导致整棵树上的哈希函数值不同，从而保证了没有两个矿工的区块是一样的。除非两个矿工共享公开密钥。这种情况只有可能两个矿工同在一个矿池（我们以后会讨论）。同在一个矿池的矿工会互相通信，确保使用不同的币基临时随机数以避免重复工作。
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找到一个有效区块到底有多难？到2015年年底，这个挖矿的难度目标区域值（用16进制来表示）为：
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所以任何有效区块的哈希值必须低于这个值。换句话说，大约268个临时随机数里只有不到一个可以成功，这是一个非常巨大的数值。一个粗略的估计，它比全球人口总和的平方还要大。也就是说，如果地球上的每个人都是一个包含7亿人口的独立星球，那么总人口将会是265。
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决定难度
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每挖出2 016个区块，挖矿难度会改变一次，这个周期大约是两个星期。难度的改变是根据上2 016个区块的挖矿效率来决定的。用下列公式来表达：
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