比特币挖矿和出块时间的秘密：为什么出块时间是十分钟？

比特币挖矿难度是衡量区块链网络中算力积累的衡量标准，它决定了矿工在哈希算力和时间（交易区块的正确哈希需要验证并添加到块 - 区块链）。在比特币区块链上，矿工试图通过散列随机数来找到正确的散列。让我们简单放大一下这个过程。

比特币挖矿（又名哈希）

只有当网络中存在满足网络其余部分接受的某些要求的签名（哈希）时，交易的一部分才可用。签名必须由一定数量的从零开始的数字组成）。为了找到该签名，矿工花费计算能力（哈希算力）对随机数执行一组操作，直到他们找到一个导致输出数符合要求的数字。找到一个仅以一个零开头的输出比找到一个以五个连续零开头的输出要容易得多（这种情况很少见，因此需要更多时间来找到导致该输出的数字）。

正确的签名（哈希值）——也称为挖矿难度

签名必须以连续的零开头，这决定了矿工找到它的难度（平均容量或时间有多少哈希）。这就是挖矿的难点。您需要开始的零越多，就越难找到正确的签名（= 更高的挖掘难度）。但是什么决定了比特币的挖矿难度？

比特币挖矿难度会根据生产力每两周在网络上自动调整一次。当更多的矿工加入网络来挖比特币时，网络的总哈希能力就会增加，因此可以假设矿工会更快地在网络中找到正确的签名，这意味着他们会更快地将区块添加到链中。示例：

假设所有矿工具有相同的计算能力（哈希率或哈希率）。平均而言，矿工需要 1 小时才能找到符合条件的哈希值。一名矿工每小时可以找到 1 个合格的哈希，但十名矿工每小时可以找到 10 个合格的哈希。 1个矿工每小时出块1块，10个矿工每小时出块10块，快很多！

比特币区块链的挖矿难度每两周调整一次比特币挖矿难度是什么意思，使网络上的总算力平均每 10 分钟产生 1 个区块。如果有很多矿工加入比特币区块链，累积的哈希算力增加，区块生产力可能会从每 10 分钟 1 个区块增加到每 9 分钟 1 个区块。一段时间后，这也会引发挖矿难度的上升，所以即使有了这个额外的算力，区块生产也需要保持每 10 分钟 1 个区块的稳定速度，以控制难度。反之亦然，当矿工停止在区块链上挖矿并且累积哈希率降低时，挖矿难度也会降低。最大的问题是：

但是为什么要每十分钟创建一个区块呢？

您可能不会马上意识到这一点，但这是一个非常好的问题。

但是为什么挖矿难度一直在增加呢？这需要更多的电力来处理相同数量的交易。为什么不降低挖矿难度，加快出块速度呢？这也意味着比特币交易的处理速度要快得多。

这个问题想了半天也没有完全明白，不过过了一段时间，Reddit 上终于有人给出了答案。中本聪（比特币的发明者）自己决定出块率应该保持每 10 分钟 1 个区块的平均速率，因为： 区块链将最新的区块传播到全世界所有节点估计需要 10 分钟。为了保持区块链正确同步。如果以更快的速度出块比特币挖矿难度是什么意思，世界另一端的一些节点可能无法足够快地赶上最新的交易数据，这可能会导致节点不再正确对齐，从而导致“区块断裂”，哪些是区块链必须尽量避免维护安全的基本措施。确实是一个相当简单的答案，但它是有道理的。

格挡难度

总结一下；区块难度基于网络的总哈希算力，每两周调整一次，以保持每 10 分钟 1 个区块的稳定区域的区块生产力。这让网络有时间在全球范围内同步和更新区块链的分布式账本，这对于维护分布式账本的安全性至关重要（未加密的区块会降低网络的安全性，因为即使经过验证，它们也会变得无效）。

加入网络的矿工越多，找到一个合格的正确哈希签名所需的累积计算能力就越多，如果难度不改变到区块链中，区块将更快地添加。因此，当算力增加时，难度会增加，而当算力降低时，难度会降低。如下图所示，网络积累的算力（算力）越高，出块难度就越高。

如下所示，区块 100（可追溯到 2009 年）只需要 8 个连续的从零开始的数字签名，而今天的区块（区块 542865） 需要至少 18 个连续的从零开始的数字签名。数字of zeros 反映了难度。找到具有这么多连续零的输出需要更多的时间或更多的哈希算力，而今天它要高得多，因为更多的哈希算力花费在比特币区块链上（更多的矿工加入）。

2018年比特币区块链上比特币的累计算力比2009年高出很多倍。小记：下图显示比特币挖矿难度一直在增加，直到2018年3月，但自10月熊市以来2018年，由于比特币价格暴跌，矿工被迫停止挖矿，运营成本开始超过挖矿利润，矿场也被迫停止挖矿。

自诞生以来，随着越来越多的矿工（哈希算力）加入网络，比特币的挖矿难度显着增加。

关于扩容——如果我们增加比特币的区块大小会怎样？

是的，这是一个广泛讨论的话题。如果区块大小增加，无论难度如何，一个区块都会容纳更多的交易，这意味着在给定的时间范围内将处理更多的交易。尽管这听起来像是一个可行的解决方案，但事实并非如此。反对增加块大小的反对意见很多，原因之一是节点之间的传播时间越长，叔叔率越高（网络延迟导致孤儿率增加的现象）。基本上，这是可扩展性和安全性之间的权衡，并且只是以牺牲网络完整性为代价的临时修复。