比特幣:白話區塊鏈入門085 | 比特幣是如何維持平均10分鐘出一個區塊的_BSPT

作者 | 晏文春出品｜白話區塊鏈

之前有讀者在《白話區塊鏈入門038 |  比特幣礦工一天賺多少錢？》留言區提問：

1、誰最先找出難題的答案，誰就獲得了這一次的記賬權，其中比特幣系統出的難題是什么樣子的？2、隨全網算力的提高，難題的的難度系數亦提高，這是怎么實現的？

對于第一個問題，白話區塊鏈曾在《一個經典的故事，讓你3分鐘搞懂比特幣挖礦》一文給出過解釋：

比特幣系統給礦工出的難題就是讓礦工找出符合要求的隨機數。礦工構造區塊，確定區塊頭中其他5個字段，另一個需要不斷試錯的變量就是隨機數。只有符合要求的隨機數才能召喚“神龍”。符合要求的意思是：對整個區塊頭取哈希值，使得該哈希值小等于難度目標（準確的說是小于目標值Target）。

Kraken：此前報告的存款和提款問題現已正常運行:金色財經報道，加密貨幣交易平臺Kraken表示：早些時候報告存款和提款出現問題，但現在所有系統都正常運行。金色財經此前報道，加密貨幣交易所Kraken表示，它目前正在調查幾個加密資金的網關問題，包括比特幣、以太坊和ERC20等幾個渠道。Kraken的狀態頁面顯示，目前存款和取款延遲。[2023/6/6 21:18:58]

我們今天主要來回答第二個問題：比特幣系統挖礦難度目標是什么，它是怎么調整的？

 01 什么是難度目標？

難度目標是比特幣系統中調控挖出區塊所用平均時間的參數，是區塊頭中6個字段之一。

數據：目前已經有1.016億EDU轉入Binance:金色財經報道，據推特用戶余燼監測，目前已經有1.016億EDU轉入了Binance。其中：IEO 5000 萬、做市 5000 萬，TGE 初始流通的其它項160萬。

此前報道，Binance Launchpad將于今日20時開放EDU交易。[2023/4/28 14:33:08]

比特幣挖礦難度（Difficulty），是對挖礦困難程度的度量，挖礦難度越大，挖出區塊就越困難。目標值（Target）與挖礦難度成反比。難度越高，目標值越小。而難度目標是目標值通過轉化得到，是一個只有4個字節的字段（為了便于理解，本文將難度目標等同目標值處理）。比特幣系統正是通過調整區塊頭中難度目標來控制挖出區塊所需平均時間的。

Paradigm工程副總裁Tal Broda已離職:金色財經報道，Paradigm 工程副總裁 Tal Broda 已離職，其表示雖然我堅信 Paradigm 的使命和公司實現其愿景的能力，但在 Paradigm 領導工程的工作并不適合我。

Tal Broda 此前于 2022 年 4 月加入 Paradigm。[2023/3/21 13:17:52]

目標值是個長度為256比特的字符串，換句話說目標值約有2^256種可能的取值。調整難度目標就是調整目標值在整個輸出空間的占比。

舉例說明：挖礦就如射擊，所有射出去的子彈都會落在一個很大的靶子上。難度目標就是這個大靶子上圈出一個范圍，這個范圍越小，被射中的難度就越高。調節難度目標，就是調節這個圈在整個靶子上的占比。

Cardano：Vasil升級第一階段已完成:金色財經報道，根據Cardano運營商Input Output Global Hong Kong在社交媒體上披露，Cardano區塊鏈硬分叉Vasil升級第一階段已經成功完成。按照Cardano此前披露的升級計劃，Vasil 硬分叉和Plutus腳本語言升級預計將于9月27日完成，之后可以用更少的代碼編寫Cardano智能合約，交易費用將會大幅降低，因為更多的交易費用可以放入網絡上的每個區塊或一批交易中。[2022/9/23 7:16:26]

挖礦算力增大，單位時間射擊的次數就越多，目標范圍被射中所需的時間就越短。反之，挖礦算力減小，目標范圍被擊中所需的時間就越長。而比特幣系統追求的平均出塊時間為10分鐘，這時候就需要調整難度目標來實現。

 02 如何調整難度目標？

比特幣系統是怎樣調整難度目標的呢？在《白話區塊鏈入門080 |數說比特幣，了解比特幣必須知道這10個數字》一文中，我們介紹了比特幣系統每過2016區塊（大約為14天時間），會自動調整一次難度目標。所有區塊高度為2016整數倍的區塊，系統就會自動調整難度目標。如果上一個難度目標調整周期（也就是之前2016個區塊），平均出塊時間大于10分鐘，說明挖礦難度偏高，需要降低挖礦難度，增大難度目標（準確地說是目標值）；反之，前一個難度目標調整周期，平均出塊時間小于10分鐘，說明挖礦難度偏低，需要縮小難度目標。

 03 難度目標的可調范圍

比特幣系統設定，難度目標上調和下調的范圍都有4倍的限制。舉例說明：假設上一個難度目標調整周期內的2016個區塊，由于算力暴漲，只用7天就全部挖出來了，通過難度目標調整，將難度目標縮小一倍，可以將平均出塊時間維持在10分鐘左右，但如果算力暴漲，前2016個區塊全部挖出只用了1天，那么難度目標最小只能調整為原來的四分之一。

 04 總結

比特幣的算力是持續波動的，比特幣系統通過難度目標的調整，使得平均出塊時間維持在10分鐘左右。難度目標和挖礦難度成反比，挖礦難度越大，難度目標越小。當區塊高度為2016的整數倍時，比特幣系統就會在該區塊上，自動調整難度目標。如果上一個難度目標調整周期內，平均出塊時間超過10分鐘，那么降低挖礦難度，增大難度目標；反之則提高挖礦難度，減小難度目標。難度目標上調和下調的范圍都有4倍的限制。

比特幣每2016個區塊（大約14天）調整一次挖礦難度，相比于BCH每個區塊都調整（大約10分鐘調整一次），有明顯的滯后性。你認為是哪種調整方式更合理呢？為什么呢？歡迎在留言區分享你的觀點。

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