比特币挖矿的主要目标是维护比特币网络的完整性和安全性。比特币挖矿或PoW挖矿采用解决复杂密码难题的机制来验证交易，然后再将交易添加到区块链。
比特币网络拥有一个难度调整组件，旨在将区块生产率稳定在每 10 分钟一个区块，无论网络的总计算能力如何。比特币难度调整确保了新比特币向市场的可预测发行量得以维持，确保网络大约每十分钟产生一个区块。
像比特币这样的 PoW 区块链的挖矿难度是多少？
区块链背景下的挖矿难度是指与最简单的区块相比，矿工找到新区块的难度。难度调整衡量找到低于给定目标的哈希值的难度。
比特币挖矿中的目标是指有效区块的哈希必须达到的特定值，该值小于或等于该区块才能被网络接受。
要点
- 最初，低挖矿难度鼓励使用标准计算机的广泛参与，从而鼓励网络增长。
- 每2016个区块挖矿难度调整一次，维持平均出块时间10分钟，稳定出块。
- 挖矿难度不断上升，从基础计算转向专用 ASIC，使比特币挖矿行业专业化。
- 难度适应算力变化，确保网络稳定性和一致的区块创建。
比特币挖矿的主要目标是维护比特币网络的完整性和安全性。比特币挖矿或PoW挖矿采用解决复杂密码难题的机制来验证交易，然后再将交易添加到区块链。
比特币网络拥有一个难度调整组件，旨在将区块生产率稳定在每 10 分钟一个区块，无论网络的总计算能力如何。比特币难度调整确保了新比特币向市场的可预测发行量得以维持，确保网络大约每十分钟产生一个区块。
像比特币这样的 PoW 区块链的挖矿难度是多少？
区块链背景下的挖矿难度是指与最简单的区块相比，矿工找到新区块的难度。难度调整衡量找到低于给定目标的哈希值的难度。
比特币挖矿中的“目标”是指有效区块的哈希必须达到的特定值，该值小于或等于该区块才能被网络接受。
挖矿难度如何计算？
矿工需要达到的目标将每 2016 个区块（大约每两周）调整一次，以确保大约每 10 分钟开采一次区块。
如果挖矿能力（算力）增加并且发现块的速度超过每 10 分钟，则目标值会降低，从而更难找到有效的哈希值。相反，如果哈希率下降，目标就会增加，从而更容易找到有效的哈希。
区块链中哈希难度是如何计算的？
在 2016 年区块之后，比特币网络会计算挖掘这些区块所需的实际时间，并将其与所需时间（两周）进行比较。
然后按比例调整难度目标，以确保开采下一个 2016 年区块的时间保持接近理想的两周时间。本质上，它是一个自我纠正系统，用于保持一致的块发现率。
比特币挖矿的早期
初期挖矿难度及要求
2009年左右，比特币早年的挖矿难度相对较低。早期的矿工可以使用标准的消费级计算机来开采比特币。
所需的计算能力非常小，初始难度级别设置为 1，这是比特币网络中的**难度级别。
初始难度低的目的
比特币诞生之初的低难度是有意为之的。它旨在激励早期采用者和矿工进入比特币网络。更简单的挖矿过程使网络得以发展，因为更多的矿工意味着更安全、更强大的系统。
开采一个区块的奖励是 50 BTC，考虑到当时难度较低且所需的计算资源最少，这是一个重大激励。
多年来比特币挖矿难度的转变
矿工和算力的增加
随着比特币的普及和价值的增加，更多的利益相关者开始挖矿，从而增加了网络的总哈希率（计算能力）。矿工的涌入导致新区块的发现速度更快。
加速促使网络的难度调整算法提高难度，保证平均出块时间保持在10分钟左右。
采矿技术的进步
难度的增加使得使用标准计算机进行挖矿变得不可行。矿工开始使用更强大的硬件，例如图形处理单元（GPU），它们可以更有效地解决加密难题。
最终，采矿业引入了专用集成电路（ASIC），这是专门为比特币采矿设计的硬件。ASIC 比 GPU 更强大、更高效，但也更昂贵。
采矿现状
难度级别增加如此之多，以至于使用非专业硬件进行挖矿不再有利可图。硬件和难度的演变导致了比特币挖矿的专业化，大规模挖矿业务在网络中占据主导地位。比特币矿工的难度图表如下：
案例研究：中国将于 2021 年禁止比特币挖矿
2021年5月，中国禁止境内比特币挖矿，导致比特币全球网络算力大幅下降50%以上。该事件可以作为理解比特币难度调整机制的弹性和适应性的案例研究。
尽管算力下降了 50%，但网络算力在短短 5 个月内飙升了约 113%，从而完全恢复，这证明了比特币的强劲反弹以及去中心化的强大之处。
简而言之，矿工离开中国前往其他地方采矿，并在此过程中与全球矿工一起受到激励。比特币经受住了中国禁止挖矿的民族国家攻击，网络对此不屑一顾，凸显了比特币难度调整在维持网络稳定性和功能方面的作用。
算力和挖矿难度有什么区别？
算力是指用于在区块链网络上挖掘和处理交易的总算力。
另一方面，挖矿难度是衡量寻找新区块的难度的指标。虽然算力是网络处理能力的指标，但困难在于可调整的网络参数，以确保稳定的区块生产率。
随着算力的增加或减少，难度会相应调整以保持平衡，正如上面涉及中国 2021 年禁止比特币挖矿的案例研究所示。
比特币挖矿调整协议有哪些优点和缺点？
与任何协议一样，参与 PoW 区块链的利益相关者都可以感受到其优点和缺点。这些包括：
好处
- 稳定性：确保新区块创建和比特币发行率保持一致，无论网络算力如何变化。
- 安全性：通过增加操纵区块链的计算难度来保持网络的稳健性。
- 可预测性：为比特币提供可预测的通货膨胀率，这是其经济模型的一个关键方面。
缺点
- 能源消耗：高难度会导致计算需求增加，从而增加能源消耗。
- 中心化风险：随着难度的增加，小规模矿商可能会被定价出局，从而可能导致采矿业务的中心化。
- 市场波动：难度的突然变化可能会影响矿工的盈利能力，可能导致市场波动。
结论
比特币等 PoW 区块链的挖矿难度对于维护网络完整性和稳定性起着重要作用。最初设置较低是为了激励参与，但随着时间的推移，由于矿工活动的增加和技术的进步，它已经发生了显着的变化。
从基础计算到专用 ASIC 的这种演变反映了协议对不断变化的网络条件的适应性，确保了一致的区块创建和网络安全。然而，这种日益增加的难度对能源消耗和潜在的中心化产生了影响，为未来的区块链发展带来了挑战和机遇。
