比特币挖矿是比特币网络安全的重要组成部分，也是发行新币的唯一机制。本文将为您详细介绍什么是比特币挖矿难度，以及如何计算和调整挖矿的难度。
比特币挖矿如何运作？
在开始理解比特币挖矿难度意味着什么之前，我们需要知道比特币挖矿原理。
比特币的网络有几个称为「矿工」的专用节点，他们使用专用设备来解决加密困难的难题。如果他们成功了，那么他们将有机会成功地将区块添加到BTC 区块链中。
矿工拾取在记忆体池中等待的交易并对其进行哈希处理。他们将随机的十六进位值添加到哈希值的前面，并对整个值进行哈希处理。此哈希值需要小于特定值，这称为「难度」。
什么是比特币挖矿难度？
顾名思义，比特币挖矿难度是指通过挖矿发现新的比特币区块所涉及的难度。由于比特币网络是完全分散的，而不是由任何单一的总体权威机构运行，因此使用了由比特币的创造者中本聪（Satoshi Nakamoto）硬编码到原始程式码中的演算法。该演算法根据网络中有多少矿工不断重新调整挖比特币过程的难度，以确保以稳定的速度发现区块。
比特币挖矿难度的重要性？
比特币挖矿难度演算法被程式设计为通过保持10 分钟的持续时间来查找新区块，以保持整个系统的稳定。从本质上讲，整个网络中的一个矿工大约需要10 分钟才能生成一个获胜代码，并赢得提出一个新的比特币交易块的权利，以将其添加到区块链中。
为了保持这个频率，该演算法介入并增加或减少挖掘比特币的难度。每当有矿工或采矿设备涌入时，它就会增加比特币挖矿的难度；如果情况相反，该协定会降低采矿难度。比特币网络的挖矿难度通过添加或减少目标哈希值前面的零来改变。
目标哈希是所有矿工都试图击败的特定哈希（固定长度代码）的名称，生成随机代码且前面恰好具有等于或大于目标哈希数的随机代码的人将被选为获胜者。
如果没有这样的系统，随着越来越多的矿工使用越来越复杂的设备加入网络，区块可能会越来越快地被发现。这将导致新的比特币以不可预测的速度进入流通，并可能产生抑制其价值上涨的连锁反应。
什么决定了比特币挖矿的难度？
比特币挖矿难度主要由两方面决定。
1.维护网络完整性
挖比特币的难度的水准根据协定内挖矿的难易程度而增加或减少，新的BTC 可以每10分钟注入一次回圈供应。为了确保这个时间不会改变比特币协定，当矿工更容易挖矿时，将增加网络难度；当矿工更难挖矿时，将降低网络难度。
比特币网络具有普遍的区块难度，所有有效块的哈希值必须低于目标。矿池还具有特定于矿池的份额难度，可以设定共用的下限。
2.与哈希率的关系
判断工作量证明网络运行状况的关键指标之一是哈希率，哈希率展示了矿工在网络中的强大程度。比特币网络哈希率越高，整体安全性和速度就越高。但是，这些网络需要控制其哈希率，以实现一致的区块生产。这就是为什么当哈希率变得高时，挖掘比特币的难度最终也会变高，这使得矿工更难在网络内轻松挖矿。
如何调整比特币挖矿难度？
比特币的挖矿难度每2,016 个区块更新一次（或大约每两周更新一次）。这就是为什么每个2,016 个区块间隔被称为难度纪元，因为网络决定了矿工过去两周的活动是否减少了或增加了开采新区块所需的时间。如果所需时间低于10 分钟，则采矿难度将增加。当区块时间超过10分钟时，情况正好相反。
透过将比特币网络上找到2016 个交易区块所需的标准时间与找到最后2,016 个区块所需的时间进行比较，可以对挖矿难度进行调整。因此，挖掘2,016 区块的预期时间为20,160 分钟（即2016×10分钟）。
该网络计算开采最后2,016 个区块所需的总时间。标准20,160 分钟（10 分钟× 2,016 个方块）与缩放上一个难度时间的比率乘以最近的难度级别。该计算将产生一个结果，该结果将确定采矿难度所需的百分比变化，这将使区块时间达到所需的10 分钟。也就是说，原始比特币协定中的错误使得难度级别调整基于之前的2,015 个区块，而不是理论上的2,016 个区块。
虽然10 分钟的区块时间是目标，但采矿难度不能改变为当前难度水准的四倍以上或以下。每个难度纪元的上限是+300% 的变化，而下限是-75% 的变化。该规则的实施是为了消除采矿难度的任何突然变化。
如何计算比特币挖矿难度
比特币挖矿难度是用各种公式计算的。但是，最常见的一个是：难度级别=难度目标/当前目标。
难度目标是挖掘难度为1 的目标哈希的十六进位表示法。相反，当前目标是最近交易块的目标哈希。当两个值被除以时，它会产生一个整数，这是挖掘比特币的难度级别。
例如，如果答案是24万亿，那么矿工在找到获胜的哈希之前，预计会产生大约24万亿个哈希值。当然，有时矿工可以幸运地找到它，并且猜测要少得多。
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