HASH:一文讀懂 BTC 挖礦難度調整

當我第一次了解比特幣挖礦的時候，我認為它很簡單，就像坐在家里，做著我想做的事情，而我的電腦會投入工作，在我睡覺的時候賺錢。

但不完全是。事實證明，還有很多原因使得上述情況完全不可能發生。

但為了理解其中的原因，我們首先必須理解挖礦的整個概念，以及它在加密貨幣方面的意義。

挖礦是什么？

從本質上講，挖礦就是創建新的區塊，用交易記錄填充它們，并將它們添加到區塊鏈中，讓每個人都能看到，并就特定的貨幣是如何使用的這件事達成一致。

然而，為了添加一個區塊，礦工必須解決一個“加密謎題”，或者用更專業的術語來說，他們必須得到一個有效的塊Hash。

我不會講太多的Hash函數相關的知識，但簡單地說，Hash是拿到區塊的所有信息，然后把它處理，直到它返回一個與此前內容沒有任何關系的隨機的字母和數字64位十六進制數。

Binary X將啟動Token拆分，并將推出游戲更新《CyberDragon：Boss Raid》:據官方消息，元宇宙鏈游平臺BinaryX預計于2月23日16時完成Token拆分且去中心化用戶可以開始進行新舊Token的轉換。

此外，BinaryX還將于2月24日20時正式發布游戲更新《CyberDragon：Boss Raid》。該更新以CyberDragon游戲背景為框架，讓玩家可以聚集在一起與強大的Boss戰斗，讓玩家在指定時間內消耗BNX攻擊Boss。在Boss Raid中，玩家除了可以獲得戰斗獎勵，還有額外的最終大獎池。除此之外，玩家之間還能互相邀請并獲得對應的BNX獎勵。[2023/2/22 12:22:36]

如果你改變了區塊上的任何數據，隨機數將會有很大的不同，但如果什么都沒有改變，它將總是返回相同的內容。

數據：持有超過1萬枚ETH的地址數量創1個月新高:金色財經報道，Glassnode數據顯示，持有超過1萬枚ETH的地址數量為1210個，創1個月新高。[2023/2/11 12:00:34]

但是如何知道Hash值是否有效呢？這就是難度目標的由來。目標描述一個閾值，并且要使Hash有效，該值必須小于目標。

你可能會問，如果不能更改交易信息，如何獲得不同的Hash值呢？在創建Hash時，區塊中還有另一個因素要考慮進去——你可以修改它，它被稱為nonce。?

資料來源：Khaled Salah

礦工們一直在為了這個數字努力，直到輸出的Hash值小于目標值。因為Hash值是隨機的，所以目標越低，就越難找到一個有效的Hash值。就像擲骰子一樣，擲一個小于3的數字比擲一個小于4的數字更難。

Mask Network公布首批Mask Grant 18個獲選項目:11月25日消息，Mask Network公布首批Mask Grant 18個獲選項目，并向每個入選項目捐贈1萬美元等值MASK代幣。獲選項目主要分布在DID錢包、feed協議、數據分析工具、平臺、Web3身份等領域，包括支持ERC-4337的智能合約錢包SoulWallet、社交feed流應用Interface、加密原生社交媒體Bfrenz、TwitterScan和NNS合作的跨鏈域名服務網絡、旨在構建用戶貢獻數據的基礎設施和社區數據平臺Superfans、Web3社交洞察入口Port3、Jolocom、數字身份項目Aspecta等。[2022/11/25 20:44:50]

那么你如何確定目標的價值呢？這個問題的答案就是我們今天要討論的話題：挖礦難度。

Fortune：a16z對加密貨幣和區塊鏈投資明顯放緩:10月21日消息，據《財富》（Fortune）雜志披露，a16z參與的全球加密貨幣和區塊鏈風險投資交易出現明顯放緩的跡象。數據顯示，管理著76億美元資金的a16z Crypto在三季度僅有7筆加密和區塊鏈風險投資交易，創下自2021年一季度以來的最低記錄。另據據PitchBook的數據顯示，a16z Crypto的投資規模也出現驟降從2022年一季度的24億美元跌至三季度的約6億美元，但仍高于2021年三季度。

對于《財富》披露的數據，a16z一位發言人表示，鑒于尚有投資交易尚未公開披露，因此該公司對相關數據無法給予確認。[2022/10/21 16:34:34]

什么是挖礦難度？

這是不言自明的，但是挖礦的難度僅僅是指為區塊找到一個有效的Hash值有多么困難和耗時。一個更好的問題應該是，為什么挖礦一開始就需要有難度？

NBA開拓者隊新秀謝登·夏普：會投資加密貨幣:金色財經報道，在6月24日結束的 NBA 選秀大會上，開拓者對新秀謝登·夏普在被選中后接受了媒體采訪時問及領到NBA薪水后會買的第一件東西是什么，夏普說：“我可能會將我的錢投資到加密貨幣上，或者幫助我的家人。”[2022/6/25 1:31:18]

區塊鏈的全部意義在于在網絡中的多個個體之間建立共識，也就是說在一個真理上達成一致。它們是如何做到這一點的呢？它們取網絡中最長的有效鏈，這取決于向它投入了多少工作（計算Hash值所花費的時間），并接受它作為構建的主鏈。

有了這個難度，就可以確保網絡的安全性，因為它可以防止欺詐。如果添加區塊很容易，那么有人可能會發送欺詐性交易，然后向網絡發送垃圾郵件，以創建他們自己的最長鏈。然而，由于挖礦困難，為了防止垃圾信息，添加塊的過程變慢，平均需要10分鐘來挖掘一個塊。

這里的棘手之處在于，攻擊者可以通過尋找增加計算能力的方法輕松繞過這一困難。幸運的是，我們提前想好了，想出了一種方法讓系統控制困難。

挖礦難度如何確定？

定期調整難度，以確保總是平均需要10分鐘來挖掘一個區塊。在每添加2016個區塊后，系統會查看創建這些2016個區塊所花的時間。正常情況下，需要2周左右，或20160分鐘。如果超過兩周，難度就會降低，如果不到兩周，難度就會增加。難度可以如下確定。

推導出新難度的公式

正如你可以從反比函數中看到的，如果花費的時間超過2周，分數將小于1，新難度將會減少。如果花的時間超過2周，分數就會大于1，新的難度就會增加。

如果難度降低，目標值就會增加，從而更容易找到有效的散列，反之亦然。最大目標值為1，由此可見難度也與目標值成反比。

難度與目標的關系

為了防止突然的變化，難度的增加或減少不能在一次調整中超過4倍。

但回到我們如何想出目標的問題上，我們需要探索影響挖掘區塊所需時間的不同因素。

有兩件事可能會影響這段時間：

計算能力

網絡中個體的數量

在比特幣的早期，你可能已經能夠成功地進行挖礦，就像我過去認為的人們所做的那樣——用他們的個人電腦。然而，礦工很快被迫升級。

由于挖礦本質上是一場競賽，人們競相首先找到Hash值并獲得獎勵，那些擁有更強大計算機的人將能夠在同一時間內做出更多計算結果，因此獲勝的機會也會更高。

升級一開始只是簡單的從CPU到顯卡的轉換，但近年來，升級的幅度要大得多，現在所謂的ASIC(特定應用集成電路)--一種專門為挖礦而設計的器件--已經是能夠參與競爭所需的最低限度。

但即便如此，你也不太可能賺到任何東西。目前，你可能需要40年才可以開采一個區塊。如果你想賺錢，你可能必須加入一個礦池——礦工們聯合起來增加他們獲勝的可能性。

考慮到所有這些進步和計算機不斷變得越來越快的事實，為了跟上它們并保持10分鐘的平均速度，挖礦難度必須補償這一點。

網絡的規模

等等，但我們并不是每兩周就有更快的電腦，對吧？雖然計算機的不斷改進是需要調整機制的主要原因，但該系統也對網絡中的個體數量進行了補償。

礦工越多，找到一個有效Hash值所花的時間就越少，因為在相同的時間內會進行更多的計算結果。因此，當有更多礦工在場時，困難增加，當礦工更少時，困難減少。

總結

所以回到我們一開始的地方--在今天這個時代，用你的PC挖比特幣幾乎是不可能的，原因是由于設備升級和網絡規模增大所做的補償，導致挖礦難度不斷增加。你的PC根本沒有計算能力再跟上其他人的腳步，所以你能夠成功挖出一個區塊的幾率非常非常低。

即使系統的設計是為了降低難度，但很少會這樣做。更快、更強大的設備不斷被開發出來，同時越來越多的人加入了比特幣網絡。事實上，自2009年1月比特幣誕生到2020年11月，已經有250次難度增加，只有53次難度降低。

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