在比特币区块中，区块头是最为关键的一个信息。它包含整个区块的所有特征信息：

　　区块版本号。创建区块的比特币节点的版本信息，用于追踪比特币协议的升级和更新情况；

　　前一个区块的哈希值。又叫做父区块哈希，用来定位上一个区块。每一个区块都包含它的上一个区块的哈希值，针对任何一个区块的任何一个微小的改动，都会使后续区块的哈希值产生巨大的变化，如此环环相扣，确保比特币所有区块形成一条单一的链式结构，可以有效防止恶意篡改比特币区块数据的行为。

　　MerkleRoot 哈希。在区块的交易数据列表中，取所有交易数据的哈希值，构建 Merkle 树，这个 Merkle 树的根哈希值，即为 MerkleRoot 哈希（如下图）。

　　由于哈希算法的敏感性，整个交易的 Merkle 树中任何一个交易数据有微小的改动，都会产生联动效果，导致 Merkle 树的根哈希值出现巨大变化。因此交易数据的 Merkle 树根哈希值（MerkleRoot Hash）可以看作是整个交易的指纹，用来指代区块中的交易数据。

　　时间戳。创建预备区块的时间。

　　当前目标哈希值。比特币协议规定，矿工创建的预备区块的哈希值小于目标哈希值时，这个区块才算有效。

　　目标哈希值由挖矿难度确定，当挖矿难度变大时，目标哈希值变小，矿工要找到符合比特币网络要求的哈希值就越困难。按照当前的挖矿难度，要找到低于目标哈希值的哈希值，理论上需要一台 S17 矿机连续工作42 年时间。因此，现在基本不存在个人自建节点挖比特币的情况。

　　随机数。又叫 Nonce。我们可以发现，区块头信息中，区块版本号，前一个区块的哈希值，MerkleRoot 哈希值，时间戳，以及当前目标哈希，都是已知信息，相对固定，不便随意更改。因此，如果要调整预备区块的哈希值，就需要引入一个可变的数据——随机数。修改随机数，就可以调整预备区块的哈希值。

　　挖矿节点构建好预备区块后，就会将区块头信息下发给矿工，矿工通过不断调整区块头中随机数来变更预备区块的哈希值，当预备区块的哈希值低于比特币网络当前目标哈希值时，这个区块就是一个合法新区块。

　　挖矿节点会及时地向比特币网络广播新区块，比特币网络中其他比特币节点在接到广播信息后，对新区块进行验证，验证通过后，将新区块加入本地。此时，新区块创建并确认完毕，对应交易也完成了。

　　参考资料：

　　1. 比特币源码分析

　　2. 比特币区块头结构

　　3. 比特币目标哈希值

　　4. 比特币区块结构

　　5. 精通比特币