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Oct 12, 2024
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在区块链系统中，Coinbase 是一个非常重要的概念，尤其是在工作量证明（Proof of Work，PoW）机制的区块链中，比如比特币和以太坊（合并前）。
Coinbase 交易的介绍
Coinbase 交易 是指一个特殊的区块链交易，它在每个区块中由矿工创建，用来发放矿工的奖励。与普通的交易不同，Coinbase 交易没有输入（即不依赖于之前的 UTXO 或账户余额，是凭空产生的），它直接向矿工发放奖励。
它是区块链中第一个交易，并且是矿工在打包区块（将部分交易纳入区块的过程）时首先创建的交易。
奖励来源：Coinbase 交易的资金来源于两部分：
- 区块奖励：通过挖矿生成的全新加密货币，这部分奖励通过共识协议（如比特币中的“挖矿奖励”）来确定。在比特币中，最初每个区块的奖励是 50 BTC，之后会按照每 21 万个区块减半。
- 交易手续费：矿工打包区块时，将区块中的所有交易的手续费也包含在 Coinbase 交易中，作为对矿工的额外奖励。
锁定时间：
一般来说，矿工通过 Coinbase 交易获得的奖励在一定时间内不能立即使用。例如，在比特币中，Coinbase 交易生成的币需要经过 100 个确认区块（大约 16-17 小时）后，矿工才能将这笔币花出去。这种设计是为了防止链分叉后因区块回滚而产生的混乱。
Coinbase 自定义数据：
在区块头（block header）中，有一个字段专门存储Coinbase 数据，这是一段矿工自己写入的任意数据。矿工通常在这里添加一些独特的信息，比如矿池的名称或挖矿软件的标识符。有时，矿工还会借此留下带有纪念意义的文本信息，比如：
- 在比特币的创世区块中，中本聪在 Coinbase 数据中留下了消息：“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks”，以此记录了比特币诞生时的时代背景。
- 也可以在 coinbase 中书写自己的感悟：“挖矿不易，且挖且珍惜！”
Coinbase 的存放位置：
虽然 Coinbase 交易 是区块中所有交易的第一笔，但它并不会直接与区块头中的 Merkle Root 连接。相反，它和其他交易一起组成 Merkle 树 的底部叶子节点，经过一系列哈希运算后，共同形成 Merkle 根（如下图所示）：
Coinbase 中存放的数据：
Coinbase 交易包含以下几部分主要内容：
- 区块奖励（包括新区块生成的奖励和交易手续费）。
- 奖励接收者的地址，即矿工或矿池的地址。
- Coinbase 数据（extra nonce），用于矿工自定义信息或记录区块的特殊标识。
- 输入部分，一个虚拟的输入，用于标记交易的存在。
- 区块高度，用来标记该区块在区块链中的位置。创世纪块的区块高度为 1.
coinbase 域中存放的数据大小最多肯定是不能超过 1 MB（区块大小），通常在几十到几百字节不等.
coinbase 中的 extra nonce 通常可以用于区块链中随机数的调整，区块链中区块头部分的 nonce 一般只有 4 个字节，最多可以表示 大小的输出空间，但对于现在的挖矿来说已经不够了，因此需要在 coinbase 域中的自定义数据（extra nonce）部分进行调整，通常取 8 个字节（32 位），与前面的 4 个字节组合，可以输出 大小的输出空间，在目前（2018 年）是够用的。
为什么这样调整是可行的呢？
由于 coinbase 作为区块的第一笔交易，与其他交易一样也是位于区块体的 Merkle Tree【 Merkle tree(与 Binary tree) 】中，因此改变 coinbase 的内容会改变 Merkle Root 的根哈希值，进而改变区块头的哈希值，挖到符合条件的 nonce。
Coinbase 与“coinbase”公司的区别
需要注意的是，Coinbase 交易与广为人知的加密货币交易平台 Coinbase 并不是同一个概念。尽管它们共享同一个词汇，但在区块链领域中，Coinbase 交易专指矿工生成的特殊交易，而 Coinbase 公司是一个知名的加密货币交易平台。