一文读懂BTC挖矿难度调整

当我第一次了解比特币挖矿的时分,我认为它很简略,就像坐在家里,做着我想做的作业,而我的电脑会投入作业,在我睡觉的时分挣钱。

但不完全是。事实证明,还有许多原因使得上述情况完全不或许发生。

但为了理解其中的原因,咱们首先有必要理解挖矿的整个概念,以及它在加密钱银方面的含义。

挖矿是什么?

从本质上讲,挖矿便是创立新的区块,用买卖记录填充它们,并将它们添加到区块链中,让每个人都能看到,并就特定的钱银是怎么使用的这件事达到共同。

可是,为了添加一个区块,矿工有必要解决一个“加密谜题”,或许用更专业的术语来说,他们有必要得到一个有用的块Hash。

我不会讲太多的Hash函数相关的知识,但简略地说,Hash是拿到区块的一切信息,然后把它处理,直到它回来一个与此前内容没有任何关系的随机的字母和数字64位十六进制数。

假如你改动了区块上的任何数据,随机数将会有很大的不同,但假如什么都没有改动,它将总是回来相同的内容。

可是怎么知道Hash值是否有用呢?这便是难度方针的由来。方针描述一个阈值,而且要使Hash有用,该值有必要小于方针。

你或许会问,假如不能更改买卖信息,怎么取得不同的Hash值呢?在创立Hash时,区块中还有另一个要素要考虑进去——你能够修正它,它被称为nonce。

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材料来源:Khaled Salah

矿工们一直在为了这个数字努力,直到输出的Hash值小于方针值。由于Hash值是随机的,所以方针越低,就越难找到一个有用的Hash值。就像掷骰子相同,掷一个小于3的数字比掷一个小于4的数字更难。

那么你怎么确定方针的价值呢?这个问题的答案便是咱们今日要讨论的论题:挖矿难度。

什么是挖矿难度?

这是不言自明的,可是挖矿的难度仅仅是指为区块找到一个有用的Hash值有多么困难和耗时。一个更好的问题应该是,为什么挖矿一开始就需求有难度?

区块链的悉数含义在于在网络中的多个个别之间树立共同,也便是说在一个真理上达到共同。它们是怎么做到这一点的呢?它们取网络中最长的有用链,这取决于向它投入了多少作业(核算Hash值所花费的时刻),并承受它作为构建的主链。

有了这个难度,就能够保证网络的安全性,由于它能够避免诈骗。假如添加区块很简略,那么有人或许会发送诈骗性买卖,然后向网络发送垃圾邮件,以创立他们自己的最长链。可是,由于挖矿困难,为了避免垃圾信息,添加块的进程变慢,平均需求10分钟来发掘一个块。

这里的扎手之处在于,攻击者能够经过寻觅添加核算才能的办法轻松绕过这一困难。幸运的是,咱们提前想好了,想出了一种办法让体系控制困难。

挖矿难度怎么确定?

定时调整难度,以保证总是平均需求10分钟来发掘一个区块。在每添加2016个区块后,体系会检查创立这些2016个区块所花的时刻。正常情况下,需求2周左右,或20160分钟。假如超越两周,难度就会下降,假如不到两周,难度就会添加。难度能够如下确定。

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推导出新难度的公式

正如你能够从反比函数中看到的,假如花费的时刻超越2周,分数将小于1,新难度将会削减。假如花的时刻超越2周,分数就会大于1,新的难度就会添加。

假如难度下降,方针值就会添加,从而更简略找到有用的散列,反之亦然。最大方针值为1,由此可见难度也与方针值成反比。

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难度与方针的关系

为了避免忽然的变化,难度的添加或削减不能在一次调整中超越4倍。

但回到咱们怎么想出方针的问题上,咱们需求探索影响发掘区块所需时刻的不同要素。

有两件事或许会影响这段时刻:

核算才能

网络中个别的数量

核算才能

在比特币的前期,你或许现已能够成功地进行挖矿,就像我曩昔认为的人们所做的那样——用他们的个人电脑。可是,矿工很快被迫晋级。

由于挖矿本质上是一场竞赛,人们竞相首先找到Hash值并取得奖赏,那些具有更强大核算机的人将能够在同一时刻内做出更多核算结果,因而取胜的机会也会更高。

晋级一开始只是简略的从CPU到显卡的转化,但近年来,晋级的起伏要大得多,现在所谓的ASIC(特定使用集成电路)--一种专门为挖矿而规划的器材--现已是能够参与竞争所需的最低极限。

但即便如此,你也不太或许赚到任何东西。目前,你或许需求40年才能够挖掘一个区块。假如你想挣钱,你或许有必要加入一个矿池——矿工们联合起来添加他们取胜的或许性。

考虑到一切这些前进和核算机不断变得越来越快的事实,为了跟上它们并保持10分钟的平均速度,挖矿难度有必要补偿这一点。

网络的规模

等等,但咱们并不是每两周就有更快的电脑,对吧?虽然核算机的不断改进是需求调整机制的主要原因,但该体系也对网络中的个别数量进行了补偿。

矿工越多,找到一个有用Hash值所花的时刻就越少,由于在相同的时刻内会进行更多的核算结果。因而,当有更多矿工在场时,困难添加,当矿工更少时,困难削减。

总结

所以回到咱们一开始的当地--在今日这个时代,用你的PC挖比特币几乎是不或许的,原因是由于设备晋级和网络规模增大所做的补偿,导致挖矿难度不断添加。你的PC根本没有核算才能再跟上其他人的脚步,所以你能够成功挖出一个区块的几率十分十分低。

即使体系的规划是为了下降难度,但很少会这样做。更快、更强大的设备不断被开发出来,一起越来越多的人加入了比特币网络。事实上,自2009年1月比特币诞生到2020年11月,现已有250次难度添加,只有53次难度下降。

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视野开拓

一个知府,作为超过100万人口的民政长官,每年的俸禄是银62.05两,这还不够养活一个小的家庭。一个知县每年的俸禄是银27.49两,这要大大低于皇帝一天36两白银的配给。于此想对照,到16世纪末期,贫民工夫役钱是每天给银0.03两,一些募兵每年得银18两。-《十六世纪明代中国之财政与税收》

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