cuckoo Cycle 算法

• 解决的问题：给出N个节点（奇偶两行）和M个边，在M个边中寻找一个闭环（即找到一个路径使得一个节点是起点也是终点）如图中的0-5-4-1-0：

  
  
  

8个节点6个边 一个解决方案

• 特点：即时验证，内存需求可扩展（可抵抗asic）

grin中计算过程

1. hash1=black2b(header+nonce) 其中参与计算的header未包含pow字段
2. solution,find=cuckoo(hash1)
   cuckoo 把hash1当作SIPHAS0H的种子，然后随机生成M个边，再找出一个环
3. 如果find，就返回一个solution，然后对该solution 计算hash并对比难度值是否符合要求
   1. 如果符合难度值，则广播区块
   2. 如果不符合难度值，重新组装header，继续步骤1
4. 如果没有find，重新组装header，继续步骤1

The Mining Loop

得到链的最新状态，并在其头部创建一个块，包括以下东西

1. 用evolving network difficulty 算法计算的最新的难度
2. 从交易池获取的一系列经过验证的交易
3. 一个coinbase交易
4. 时间戳
5. 一个随机生成的nonce，以便为区块头hash增加更多的随机性
6. UTXO（fee）的merkle根。（fee还没有实现）

然后运行一个子循环一段时间（目前配置是2秒），会发生下面的事情

1. 对区块头进行hash创建了一个hash值
2. cuckoo 图生成器会被初始化，它需要以下的参数
   • 潜在区块头的hash，它将作为SIPHASH 函数的关键字（key），该函数将为图中的一组nonce 0..N中的每个元素生成一对位置。
   • 图的大小（这是一个共识参数）
   • 一个简单的值（也是共识参数），代表着M\N的比率，这个比率表示的是图中找到解决方案的的可能性
3. 然后cuckoo Cycle 检测算法试图在这个生成的图中找到一个解决方案(比如循环length是42)，这其实就是挖矿。
4. 如果解决方案找到（其实就是在这个cuckoo 图中找到那个满足条件的循环），证明的Blake2b hash将被创建，并且和当前的target difficulty进行比较。就是Additional Difficulty Control所描述的https://github.com/mimblewimble/grin/blob/master/doc/pow/pow.md#evolving-network-difficulty
5. 如果Blake2b hash的难度比target difficulty大，或者相等。那这个区块将会被发送到block pool，然后再peer之间广播，验证。矿工开始挖下一个区块。
6. 如果Blake2b哈希难度小于目标难度，则证明被抛出并且定时循环继续。
7. 如果没有找到解决方案，请将标头中的nonce递增1，然后更新区块头的时间戳。以便在下一个循环中，会为cuckoo 图形生成器发送一个不同的hash值。
8. 如果循环超时但未找到解决方案，请从顶部重新开始，收集新交易并完全创建新块。

两个难度

Additional Difficulty Control

这个难度是先在cuckoo 图中找到解决方案，这个方案的的最终呈现就是一个nonces。然后将这个hash和另外一个难度（evolving NetWork Difficulty）比较，[其实就是一个hash比大小的过程]，如果成立，这个挖矿就是有效的。

所有，在cuckoo图中找到图了，其实还不一定成功，还需要进一步的验证

Evolving NetWork Difficlty

就是一个动态变化的难度值，目的是保证出块时间在60s。
这和hcd一样，也是进过一定的块之后，就会进行一次调整。