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比特幣挖礦難度是什么？關(guān)于比特幣挖礦難度你需要知道這些

2024-11-20 14:35:05 | 來源： | 作者：佚名
比特幣挖礦難度是什么？比特幣挖礦難度是指通過挖礦發(fā)現(xiàn)新的比特幣區(qū)塊所涉及的難度,本文將為大家詳細(xì)介紹比特幣挖礦如何運作、重要性、什么決定了比特幣挖礦的難度、如何計算比特幣挖礦難度、挖礦難度多久調(diào)整一次和比特幣挖礦難度調(diào)整時間表以及未來展望

比特幣挖礦是比特幣網(wǎng)絡(luò)安全的重要組成部分，也是發(fā)行新幣的唯一機制。為了確保比特幣區(qū)塊大約每10 分鐘被發(fā)現(xiàn)一次，比特幣中設(shè)定有一個自動調(diào)整挖礦難度的系統(tǒng)。

本文教學(xué)將為您詳細(xì)介紹什么是比特幣挖礦難度，以及如何計算和調(diào)整挖礦的難度。

比特幣挖礦難度最新新聞及動態(tài)

比特幣挖礦難度衡量的是在比特幣區(qū)塊鏈上找到新區(qū)塊的難度。比特幣網(wǎng)路每2,016 個區(qū)塊（大約每兩周）重新校準(zhǔn)該數(shù)字，以確保一致的區(qū)塊發(fā)現(xiàn)速度。

在11 月19 日，比特幣挖礦難度創(chuàng)下102.29 兆(T) 的歷史新高，這加大了小型礦商的壓力，這些礦商可能沒有與上市競爭對手一樣多的現(xiàn)金來維持礦機運轉(zhuǎn)。

截止目前，比特幣今年迄今難度調(diào)整了23 次，幾乎60% 的時間都是積極調(diào)整，難度增加。

過去一年BTC難度調(diào)整百分比變化數(shù)據(jù)來源：Glassnode

難度上升加大了礦工的壓力，直接影響他們的獲利能力和長期生存能力。規(guī)模較小的私人礦業(yè)公司在這些變化中首當(dāng)其沖。與大型上市公司不同，小型業(yè)者往往因資本有限而苦苦掙扎，因此在困難時期難以升級設(shè)備或維持營運。

與此同時，根據(jù)Glassnode 的數(shù)據(jù)，比特幣的哈希率（用于挖礦和處理交易的總計算能力的指標(biāo)）上周創(chuàng)下了7 天平均每秒755 exahashes (EH/s) 的紀(jì)錄。

比特幣哈希率變化

根據(jù)The Block報道，這一里程碑標(biāo)志著算力首次超過750 EH/s 。這一上升表明礦商在日益困難的情況下集體努力提高能力并保持競爭力。

CryptoQuant 撰稿人Yonsei_dent 表示， 由于沒有足夠的交易費用，日益激烈的挖礦競爭給該行業(yè)帶來了挑戰(zhàn)。因此，由于比特幣算力和難度都創(chuàng)下歷史新高，采礦業(yè)的可持續(xù)性受到威脅。

比特幣挖礦如何運作？

在開始理解比特幣挖礦難度意味著什么之前，我們需要知道比特幣挖礦原理。

比特幣挖礦對于比特幣網(wǎng)路及其原生加密貨幣BTC 至關(guān)重要。挖礦是比特幣共識系統(tǒng)的核心，即比特幣使用的協(xié)議系統(tǒng)，以確保所有分散式參與者，即「礦工」就進入?yún)^(qū)塊鏈的新數(shù)據(jù)達(dá)成共識。

「礦工」使用專用設(shè)備來解決加密困難的難題。如果他們成功了，那么他們將有機會成功地將區(qū)塊添加到BTC 區(qū)塊鏈中。

為了確保新區(qū)塊以穩(wěn)定的速度添加，這些問題的難度會定期調(diào)整。

簡而言之，當(dāng)更多礦工加入網(wǎng)路時，開采比特幣就會變得更加困難，確保供應(yīng)保持可預(yù)測且系統(tǒng)安全。

什么是比特幣挖礦難度？

顧名思義，比特幣挖礦難度是指通過挖礦發(fā)現(xiàn)新的比特幣區(qū)塊所涉及的難度。

由于比特幣網(wǎng)路是完全分散的，而不是由任何單一的總體權(quán)威機構(gòu)運行，因此使用了由比特幣的創(chuàng)造者中本聰（Satoshi Nakamoto）硬編碼到原始程式碼中的演算法。該演算法根據(jù)網(wǎng)路中有多少礦工不斷重新調(diào)整挖比特幣過程的難度，以確保以穩(wěn)定的速度發(fā)現(xiàn)區(qū)塊。

比特幣挖礦難度的重要性

比特幣挖礦難度演算法被程式設(shè)計為通過保持10 分鐘的持續(xù)時間來查找新區(qū)塊，以保持整個系統(tǒng)的穩(wěn)定。從本質(zhì)上講，整個網(wǎng)路中的一個礦工大約需要10 分鐘才能生成一個獲勝代碼，并贏得提出一個新的比特幣交易塊的權(quán)利，以將其添加到區(qū)塊鏈中。

為了保持這個頻率，該演算法介入并增加或減少挖掘比特幣的難度。每當(dāng)有礦工或采礦設(shè)備涌入時，它就會增加比特幣挖礦的難度；如果情況相反，該協(xié)定會降低采礦難度。比特幣網(wǎng)路的挖礦難度通過添加或減少目標(biāo)哈希值前面的零來改變。

目標(biāo)哈希是所有礦工都試圖擊敗的特定哈希（固定長度代碼）的名稱，生成隨機代碼且前面恰好具有等于或大于目標(biāo)哈希數(shù)的隨機代碼的人將被選為獲勝者。

如果沒有這樣的系統(tǒng)，隨著越來越多的礦工使用越來越復(fù)雜的設(shè)備加入網(wǎng)路，區(qū)塊可能會越來越快地被發(fā)現(xiàn)。這將導(dǎo)致新的比特幣以不可預(yù)測的速度進入流通，并可能產(chǎn)生抑制其價值上漲的連鎖反應(yīng)。

什么決定了比特幣挖礦的難度？

比特幣挖礦難度主要由兩方面決定。

1.維護網(wǎng)絡(luò)完整性

挖比特幣的難度的水準(zhǔn)根據(jù)協(xié)定內(nèi)挖礦的難易程度而增加或減少，新的BTC 可以每10分鐘注入一次回圈供應(yīng)。為了確保這個時間不會改變比特幣協(xié)定，當(dāng)?shù)V工更容易挖礦時，將增加網(wǎng)路難度；當(dāng)?shù)V工更難挖礦時，將降低網(wǎng)路難度。

比特幣網(wǎng)路具有普遍的區(qū)塊難度，所有有效塊的哈希值必須低于目標(biāo)。礦池還具有特定于礦池的份額難度，可以設(shè)定共用的下限。

2.與哈希率的關(guān)系

判斷工作量證明網(wǎng)路運行狀況的關(guān)鍵指標(biāo)之一是哈希率，哈希率展示了礦工在網(wǎng)路中的強大程度。比特幣網(wǎng)路哈希率越高，整體安全性和速度就越高。但是，這些網(wǎng)路需要控制其哈希率，以實現(xiàn)一致的區(qū)塊生產(chǎn)。這就是為什么當(dāng)哈希率變得高時，挖掘比特幣的難度最終也會變高，這使得礦工更難在網(wǎng)路內(nèi)輕松挖礦。

如何計算比特幣挖礦難度？

比特幣挖礦難度是用各種公式計算的。但是，最常見的一個是：難度級別=難度目標(biāo)/當(dāng)前目標(biāo)。

難度目標(biāo)是挖掘難度為1 的目標(biāo)哈希的十六進位表示法。相反，當(dāng)前目標(biāo)是最近交易塊的目標(biāo)哈希。當(dāng)兩個值被除以時，它會產(chǎn)生一個整數(shù)，這是挖掘比特幣的難度級別。

例如，如果答案是24萬億，那么礦工在找到獲勝的哈希之前，預(yù)計會產(chǎn)生大約24萬億個哈希值。當(dāng)然，有時礦工可以幸運地找到它，并且猜測要少得多。

比特幣挖礦難度多久調(diào)整一次？

比特幣的挖礦難度每2,016 個區(qū)塊更新一次（或大約每兩周更新一次）。這就是為什么每個2,016 個區(qū)塊間隔被稱為難度紀(jì) 元，因為網(wǎng)路決定了礦工過去兩周的活動是否減少了或增加了開采新區(qū)塊所需的時間。如果所需時間低于10 分鐘，則采礦難度將增加。當(dāng)區(qū)塊時間超過10分鐘時，情況正好相反。

透過將比特幣網(wǎng)路上找到2016 個交易區(qū)塊所需的標(biāo)準(zhǔn)時間與找到最后2,016 個區(qū)塊所需的時間進行比較，可以對挖礦難度進行調(diào)整。因此，挖掘2,016 區(qū)塊的預(yù)期時間為20,160 分鐘（即2016×10分鐘）。

該網(wǎng)路計算開采最后2,016 個區(qū)塊所需的總時間。標(biāo)準(zhǔn)20,160 分鐘（10 分鐘× 2,016 個方塊）與縮放上一個難度時間的比率乘以最近的難度級別。該計算將產(chǎn)生一個結(jié)果，該結(jié)果將確定采礦難度所需的百分比變化，這將使區(qū)塊時間達(dá)到所需的10 分鐘。也就是說，原始比特幣協(xié)定中的錯誤使得難度級別調(diào)整基于之前的2,015 個區(qū)塊，而不是理論上的2,016 個區(qū)塊。

雖然10 分鐘的區(qū)塊時間是目標(biāo)，但采礦難度不能改變?yōu)楫?dāng)前難度水準(zhǔn)的四倍以上或以下。每個難度紀(jì) 元的上限是+300% 的變化，而下限是-75% 的變化。該規(guī)則的實施是為了消除采礦難度的任何突然變化。

比特幣挖礦難度調(diào)整時間表

挖礦難度數(shù)字表示與基準(zhǔn)難度1（比特幣首次推出時最簡單的等級）相比，開采新區(qū)塊的難度有多大。例如，如果難度數(shù)字為10,000,000，則意味著挖掘一個區(qū)塊的難度比難度為1 時的難度增加了1000 萬倍。

以下為比特幣創(chuàng)世至今的難度調(diào)整時間表：

  • 2009 比特幣剛出現(xiàn)時，BTC 采礦難度從最簡單的1 開始，中本聰使用基本CPU 來開采創(chuàng)世區(qū)塊。這個低數(shù)字表示開采區(qū)塊所需的競爭和運算能力最小。
  • 2010 年隨著GPU挖礦的出現(xiàn)導(dǎo)致挖礦難度首次大幅增加。到2010 年底，難度上升到14 左右，代表從休閑挖礦轉(zhuǎn)向更具競爭性的參與和更好的硬體。
  • 2013 年，ASIC 礦機的引入導(dǎo)致難度大幅提升，因為與GPU 相比，它們提供了運算能力的巨大提升。到2013 年底，BTC 挖礦難度飆升至約1,500,000,000，反映出ASIC技術(shù)的快速采用和網(wǎng)路哈希率的提高。
  • 2017 年，比特幣首次牛市的到來以及挖礦硬體的改進導(dǎo)致越來越多的礦工進入市場，挖礦難度大幅增加。到該年底，BTC 挖礦難度達(dá)到約1,590,000,000,000，當(dāng)時比特幣價格接近20,000 美元。
  • 2020 年，比特幣進行第三次減半，區(qū)塊獎勵從12.5 BTC 削減至6.25 BTC，促使礦工參與度和獲利能力進行調(diào)整，到該年底，比特幣挖礦難度攀升至18,600,000,000,000 左右。
  • 2021 年，中國打擊挖礦導(dǎo)致算力急遽下降。 2021 年7 月難度下降28%，降至約14,400,000,000,000。這次下跌是比特幣史上最大的單次下調(diào)，展示了主要礦區(qū)的政策變化如何影響網(wǎng)路。不過到年底，BTC 挖礦難度恢復(fù)至約24,200,000,000,000。
  • 2024 年隨著比特幣不斷創(chuàng)歷史新高，挖礦難度首度突破100T，反映出全球算力的顯著成長、挖礦硬體的進步和更廣泛的采用。

比特幣挖礦難度的未來展望

比特幣似乎已經(jīng)很成熟，但它的未來還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有得到保證。

政府政策對采礦和難度調(diào)整的影響越來越大。 2022 年，哈薩克對采礦能源征稅，導(dǎo)致算力暫時下降，因為礦工面臨更高的成本。

另一方面，薩爾瓦多透過推廣地?zé)崮軄頁肀Р傻V業(yè)，這穩(wěn)定了算力并支持更高的難度。冰島和挪威也以其豐富的再生能源吸引了礦工，提供穩(wěn)定的算力并降低對環(huán)境的影響。

然而，挖礦難度的概念凸顯了PoW的環(huán)境挑戰(zhàn)。試錯計算中消耗的龐大能源導(dǎo)致瑞典等國家推行限制措施，這可能會重塑未來的采礦法規(guī)。以太坊將于2022 年過渡到權(quán)益證明（PoS），將其能源使用量削減99%，這表明可持續(xù)替代方案如何蓬勃發(fā)展，并增加了比特幣的創(chuàng)新壓力。

然而，PoW 仍然是比特幣安全模型的關(guān)鍵要素。挖礦所需的龐大能源消耗使得任何惡意行為者都很難改變區(qū)塊鏈或進行攻擊。這種等級的安全性和彈性很難在其他系統(tǒng)中復(fù)制，雖然PoS 提供了環(huán)境優(yōu)勢，但PoW 在維護網(wǎng)路完整性方面表現(xiàn)出了強大的能力。

礦工們已經(jīng)開始適應(yīng)再生能源，例如加拿大的水力發(fā)電和美國的太陽能，有些甚至將多余的采礦熱量重新用于工業(yè)用途，以提高永續(xù)性。

量子計算提出了另一個潛在的挑戰(zhàn)，它能夠產(chǎn)生巨大的挖礦能力，產(chǎn)生可接受的哈希值的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于當(dāng)前的硬件，這可能會大大增加難度。盡管專家表示量子電腦的實用化還需要數(shù)年時間，但比特幣社群已經(jīng)在研究抗量子演算法以保護網(wǎng)路安全。

比特幣挖礦難度的未來是威脅和解決方案之間的平衡。其PoW 機制能否持續(xù)蓬勃發(fā)展取決于它如何適應(yīng)這些挑戰(zhàn)。

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