Bitcoin難度調整是什麼？採礦難度計算方法

了解Bitcoin難度調整

Bitcoin難度調整是嵌入Bitcoin協議中的一種機制，以確保在10分鐘左右的時間內挖掘塊所花費的時間大約保持恆定。這種困難調整發生在每個2016年塊，或大約每兩週一次，對於保持網絡穩定性至關重要，無論從系統中增加或刪除了多少採礦能力（哈希拉特）。

難度級別根據當前確保Bitcoin網絡的總計算能力進行調整。如果更多的礦工加入並增加了整體哈希酸鹽，則塊生成時間將降至10分鐘以下。作為響應，網絡增加了採礦難度，將平均值恢復到所需的間隔。相反，如果礦工離開網絡，導致塊時間上升到10分鐘以​​上，那麼難度會相應下降。

採礦難度計算背後的公式

Bitcoin難度計算方法涉及比較在2016年塊的預期時間×10分鐘= 20,160分鐘的預期時間。 Bitcoin協議使用的公式調整難度是：

 new_difficulty = old_difficulty × (actual_time / 20160)

如果實際時間小於20,160分鐘，則新難度會按比例增加。如果更多，難度會減少。但是，有一個上限：在單個調整期內，難度不能改變超過4倍（上或向下） 。由於哈希酸鹽的突然變化，這可以防止突然波動。

該調整算法確保了技術的發展和採礦硬件變得更加有效，區間間隔保持穩定，從而保留了Bitcoin區塊鏈的分散性質和安全性。

目標哈希與難度有何關係？

Bitcoin挖掘的核心是目標哈希，它決定了開採區是否有效。目標哈希越低，找到有效的塊就越難。在過去的2016年塊中，基於網絡的哈希底板，在每個難度調整期間都會重新計算目標哈希。

目標哈希來自使用以下關係的難度值來得出：

 target = max_target / difficulty

其中max_target是Bitcoin源代碼（ 0x00000000FFFF0000000000000000000000000000000000000000000000000000來）中定義的固定常數。有效的塊必須具有低於或等於此目標的哈希值。

礦工每秒執行數万億個哈希操作，以找到符合這種情況的哈希。隨著難度的增加，目標哈希變小，需要更多的計算努力來產生有效的塊。

時間戳在難度調整中扮演什麼角色？

每個Bitcoin塊包含一個時間戳，指示何時開採。這些時間戳對於計算塊之間的經過時間至關重要，這對於確定在最後一個2016年塊中開採塊的速率是必不可少的。

但是，時間戳必須相對於前11個塊的中間時間在某些範圍內。如果礦工設定了不正確的時間戳，則可能會影響難度計算，並可能導致調整過程中的問題。

Bitcoin協議使用2016塊窗口中第一個和最後一個塊的中間時間戳來計算實際經過的時間。這有助於防止各個礦工操縱，他們可能試圖歪曲定時數據以獲得個人利益。

儘管有這些保障措施，但時間戳仍然是潛在的攻擊載體，尤其是在大批礦工共謀以人為地操縱難度調整的情況下。

採礦硬件演變對難度調整的影響

隨著採礦硬件的發展，從CPU到GPU，然後是FPGA，最後是ASIC，網絡哈希拉特體驗會很大程度上跳躍。採礦效率的每一個飛躍都會導致更快的塊發現時間，直到下一個難度調整將塊間隔帶回到平衡。

例如，當在2013 - 2014年將ASIC礦工引入ensse時， Bitcoin網絡的難度急劇增加。隨著新幾代的ASIC芯片的釋放，提供了更高的哈希速率和提高能源效率，再次發生了同樣的現象。

這些進步意味著採礦盈利能力會定期波動，尤其是對於可能負擔不起最新設備的小型礦工而言。難度調整是一種平衡力，確保只有那些貢獻足夠的哈希力量的人才能保持競爭力。

但是，這也意味著，快速橋樑增長的時期可能會導致多個連續的難度增加，而採礦活動（例如在熊市期間）下降的時期可能會導致採礦難度減少一項或多種。

常見問題

• 為什麼Bitcoin每個2016塊而不是固定時間間隔都會調整其採礦難度？調整每個2016塊，使難以根據實際網絡條件而不是任意日曆日期進行調整。儘管採礦能力水平有所不同，這確保了阻滯產量的一致性。

調整難度是否可以防止51％的攻擊？不，調整難度並不能直接阻止51％的攻擊。它僅調節塊間隔。 51％的攻擊涉及控制大多數網絡的橋樑，這可能會暫時覆蓋難度機制。



有沒有辦法預測下一個困難變化？是的，許多在線工具和儀表板跟踪實時哈希趨勢，並根據當前的採礦性能和歷史數據來估算未來的難度調整。



Bitcoin現金或其他叉子是否使用相同的難度調整算法？不，Bitcoin等Bitcoin現金等一些Bitcoin叉子實施了不同的算法，例如EDA（緊急調整）或DAA（難度調整算法），以更響應地處理急劇的哈希拉特波動。