一篇文章了解BTC挖矿难度调整

矿工一直在为这个数字努力，直到输出的哈希值小于目标值。因为哈希值是随机的，所以目标越低，就越难找到有效的哈希值。就像掷骰子一样，掷小于 3 的数字比掷小于 4 的数字更难。

那么，您如何确定目标的价值？这个问题的答案就是我们今天要讨论的：挖矿难度。

什么是挖矿难度？

这是不言自明的，但挖矿难度只是指为一个区块找到有效哈希的难度和耗时。一个更好的问题是，为什么采矿首先需要困难？

区块链的全部意义在于在网络中的多个个体之间建立共识，即就一个真理达成一致。他们怎么做到的？他们取网络中最长的有效链，这取决于投入了多少工作（计算哈希值所花费的时间），并接受它作为要构建的主链。

有了这个困难，可以确保网络的安全性，因为它可以防止欺诈。如果添加区块很容易，那么有人可能会发送欺诈性交易，然后向网络发送垃圾邮件以创建自己的最长链。但是由于挖矿难度大，为了防止垃圾邮件，加块的过程比较慢，平均挖一个块需要10分钟。

这里的棘手部分是，攻击者可以通过寻找增加计算能力的方法轻松绕过这一困难。幸运的是，我们提前考虑并想出了一种方法，使系统难以控制。

挖矿难度如何确定？

难度会定期调整，以确保始终平均需要 10 分钟才能挖出一个区块。每添加 2016 个区块后，系统会查看创建这些 2016 区块所用的时间。通常，大约需要 2 周，或 20160 分钟。如果超过两周，难度会降低，如果少于两周，难度会增加。难度可以如下确定。

新难度的推导公式

从反函数可以看出，如果超过2周，分数会小于1，新的难度会降低。如果超过2周，分数会大于1，新难度会增加。

如果难度降低，目标值会增加，从而更容易找到有效哈希，反之亦然。最大目标值为1，可见难度也与目标值成反比。

难度与目标的关系

为防止突然变化，一次调整的难度增加或减少不能超过4次。

但回到我们是如何提出目标的，我们需要探索影响挖掘区块所需时间的不同因素。

有两件事可能会影响这一时期：

计算能力

网络中的个人数量

计算能力

在比特币的早期，您可能已经能够像我以前认为的人们那样成功地进行挖矿——使用他们的个人电脑。然而，矿工很快被迫升级。

由于挖矿本质上是一场人们争先恐后地寻找哈希并获得奖励的竞赛，因此拥有更强大计算机的人将能够在相同的时间内进行更多的计算，因此更有可能赢得高额奖金。

升级开始是从 CPU 到显卡的简单转换，但近年来，升级幅度更大，现在称为 ASIC（专用集成电路）——一种专门为采矿而设计的设备—— - 已经是能够参加比赛的最低要求了。

但即便如此，你也不太可能赚到任何钱。目前，开采一个区块可能需要 40 年。如果你想赚钱，你可能必须加入一个矿池——矿工们联合起来增加他们获胜的几率。

鉴于所有这些进步以及计算机越来越快的事实，为了跟上它们并保持平均 10 分钟的速度，挖矿难度必须弥补这一点。

网络规模

等等，但我们不是每两周就有更快的计算机，对吧？虽然计算机的不断改进是需要调整机制的主要原因，但系统也对网络中的个体数量进行了补偿。

矿工越多，找到有效哈希值所需的时间就越少，因为在相同的时间内完成了更多的计算。因此，矿工多时难度增加，矿工少时难度降低。

总结

所以回到我们开始的地方 - 在今天这个时代，由于设备升级的补偿和网络规模的增加导致挖矿难度增加，几乎不可能用你的 PC 挖比特币。你的电脑根本没有跟上其他人的计算能力，所以你能够成功挖掘一个区块的几率非常非常低。

即使系统旨在降低难度，也很少有人这样做。更快、更强大的设备不断被开发出来，同时越来越多的人加入了比特币网络。事实上，从 2009 年 1 月比特币诞生到 2020 年 11 月，总共增加了 250 次难度，而降低了 53 次难度。

算力

比特币挖矿就像猜数字谜题，矿工要找一个随机数（Nonce）参与哈希运算1Hash(Block+Nonce)

，使得区块哈希值满足难度要求。算力是指计算机每秒可以进行哈希运算的次数，也称为哈希率。

下图是当前比特币算力图2。到2017年，挖比特币所需的算力暴涨。这与新矿机不断涌入市场有关——这些矿机采用新技术，算力更强，即单位成本的算力快速提升，带来了整体的提升。计算能力。

算力单位

计算能力每千位数划分为一个单位，最小单位为H=1次。其他部门是：

如果您不知道单位缩写，可以查看下面的国际单位前缀表。

挖矿难度的计算动态调整挖矿难度

为什么计算能力会发生变化？这与比特币协议设计有关。中本聪在设计比特币时，加入了挖矿难度调整机制，使比特币的出块时间理想地恒定在 10 分钟左右。比特币协议规定，每 2016 个区块，接下来的 2016 个区块的挖矿难度将根据最后 2016 个区块的总时间自动调整。理想情况下，2016 个区块需要两周时间（2016*10s）。如果实际时间小于两周，难度会增加比特币挖矿难度多长时间调整一次，如果超过两周，难度会降低。

最初中本聪设计了一个公平且完全去中心化的数字货币系统，每个人都可以使用个人电脑进行挖矿。但在盈利时，大量新算力不断增加比特币挖矿难度多长时间调整一次，矿工之间竞争激烈，使得单个矿工的挖矿成功率几乎为零。自2011年矿池出现以来，大量矿工加入矿池以稳定收益、稀释成本。大量算力的融合使得比特币挖矿难度越来越大。数字货币挖矿行业就像一场军事竞赛，挖矿设备不断更新迭代，不再遵循摩尔定律。

专业矿机专门针对哈希算法、散热、能耗进行了优化，背离了比特币网络节点运行在数千个普通计算中，公平参与挖矿的初衷。矿池的算力也让比特币风险始终存在：51%算力攻击。

挖矿难度计算公式

找到一个随机数需要多少算力，由当前区块的挖矿难度决定。难度越大，需要的计算能力就越多。然而，挖矿难度并不在区块信息中，它只是根据网络节点中的规则动态计算出来的。公式如下：

D=T1 /T

T字母是Target的缩写，D字母是DiFFiculty的缩写。 T1 和 T 都是一个 256 位的大数（大

number)，其中 T1 是一个非常大的常数 2 256−32−1。根据公式，T越小，挖矿难度D越大。

根据公式，当T=0时

，D为无穷大，表示无法计算结果。好在T不会为0，最小值为1，此时难度值最大，即2256−32−1=2224−1。当T=T1

，难度值是最小值1。