Bitcoin难度调整是什么？采矿难度计算方法

了解Bitcoin难度调整

Bitcoin难度调整是嵌入Bitcoin协议中的一种机制，以确保在10分钟左右的时间内挖掘块所花费的时间大约保持恒定。这种困难调整发生在每个2016年块，或大约每两周一次，对于保持网络稳定性至关重要，无论从系统中增加或删除了多少采矿能力（哈希拉特）。

难度级别根据当前确保Bitcoin网络的总计算能力进行调整。如果更多的矿工加入并增加了整体哈希酸盐，则块生成时间将降至10分钟以下。作为响应，网络增加了采矿难度，将平均值恢复到所需的间隔。相反，如果矿工离开网络，导致块时间上升到10分钟以上，那么难度会相应下降。

采矿难度计算背后的公式

Bitcoin难度计算方法涉及比较在2016年块的预期时间×10分钟= 20,160分钟的预期时间。 Bitcoin协议使用的公式调整难度是：

 new_difficulty = old_difficulty × (actual_time / 20160)

如果实际时间小于20,160分钟，则新难度会按比例增加。如果更多，难度会减少。但是，有一个上限：在单个调整期内，难度不能改变超过4倍（上或向下） 。由于哈希酸盐的突然变化，这可以防止突然波动。

该调整算法确保了技术的发展和采矿硬件变得更加有效，区间间隔保持稳定，从而保留了Bitcoin区块链的分散性质和安全性。

目标哈希与难度有何关系？

Bitcoin挖掘的核心是目标哈希，它决定了开采区是否有效。目标哈希越低，找到有效的块就越难。在过去的2016年块中，基于网络的哈希底板，在每个难度调整期间都会重新计算目标哈希。

目标哈希来自使用以下关系的难度值来得出：

 target = max_target / difficulty

其中max_target是Bitcoin源代码（ 0x00000000FFFF0000000000000000000000000000000000000000000000000000来）中定义的固定常数。有效的块必须具有低于或等于此目标的哈希值。

矿工每秒执行数万亿个哈希操作，以找到符合这种情况的哈希。随着难度的增加，目标哈希变小，需要更多的计算努力来产生有效的块。

时间戳在难度调整中扮演什么角色？

每个Bitcoin块包含一个时间戳，指示何时开采。这些时间戳对于计算块之间的经过时间至关重要，这对于确定在最后一个2016年块中开采块的速率是必不可少的。

但是，时间戳必须相对于前11个块的中间时间在某些范围内。如果矿工设定了不正确的时间戳，则可能会影响难度计算，并可能导致调整过程中的问题。

Bitcoin协议使用2016块窗口中第一个和最后一个块的中间时间戳来计算实际经过的时间。这有助于防止各个矿工操纵，他们可能试图歪曲定时数据以获得个人利益。

尽管有这些保障措施，但时间戳仍然是潜在的攻击载体，尤其是在大批矿工共谋以人为地操纵难度调整的情况下。

采矿硬件演变对难度调整的影响

随着采矿硬件的发展，从CPU到GPU，然后是FPGA，最后是ASIC，网络哈希拉特体验会很大程度上跳跃。采矿效率的每一个飞跃都会导致更快的块发现时间，直到下一个难度调整将块间隔带回到平衡。

例如，当在2013 - 2014年将ASIC矿工引入ensse时， Bitcoin网络的难度急剧增加。随着新几代的ASIC芯片的释放，提供了更高的哈希速率和提高能源效率，再次发生了同样的现象。

这些进步意味着采矿盈利能力会定期波动，尤其是对于可能负担不起最新设备的小型矿工而言。难度调整是一种平衡力，确保只有那些贡献足够的哈希力量的人才能保持竞争力。

但是，这也意味着，快速桥梁增长的时期可能会导致多个连续的难度增加，而采矿活动（例如在熊市期间）下降的时期可能会导致采矿难度减少一项或多种。

常见问题

• 为什么Bitcoin每个2016块而不是固定时间间隔都会调整其采矿难度？调整每个2016块，使难以根据实际网络条件而不是任意日历日期进行调整。尽管采矿能力水平有所不同，这确保了阻滞产量的一致性。

调整难度是否可以防止51％的攻击？不，调整难度并不能直接阻止51％的攻击。它仅调节块间隔。 51％的攻击涉及控制大多数网络的桥梁，这可能会暂时覆盖难度机制。






有没有办法预测下一个困难变化？是的，许多在线工具和仪表板跟踪实时哈希趋势，并根据当前的采矿性能和历史数据来估算未来的难度调整。






Bitcoin现金或其他叉子是否使用相同的难度调整算法？不，Bitcoin等Bitcoin现金等一些Bitcoin叉子实施了不同的算法，例如EDA（紧急调整）或DAA（难度调整算法），以更响应地处理急剧的哈希拉特波动。