白話區塊鏈入門085 | 比特幣是如何維持平均10分鐘出一個區塊的_BSP

作者 | 晏文春出品｜白話區塊鏈

之前有讀者在《白話區塊鏈入門038 |  比特幣礦工一天賺多少錢？》留言區提問：

1、誰最先找出難題的答案，誰就獲得了這一次的記賬權，其中比特幣系統出的難題是什么樣子的？2、隨全網算力的提高，難題的的難度系數亦提高，這是怎么實現的？

對于第一個問題，白話區塊鏈曾在《一個經典的故事，讓你3分鐘搞懂比特幣挖礦》一文給出過解釋：

比特幣系統給礦工出的難題就是讓礦工找出符合要求的隨機數。礦工構造區塊，確定區塊頭中其他5個字段，另一個需要不斷試錯的變量就是隨機數。只有符合要求的隨機數才能召喚“神龍”。符合要求的意思是：對整個區塊頭取哈希值，使得該哈希值小等于難度目標（準確的說是小于目標值Target）。

消息人士：歐洲央行在市場動蕩中堅持50個基點的加息計劃:金色財經報道，歐元系統消息人士告訴國際市場新聞社(MNI)，盡管美國硅谷銀行（SVB）倒閉且市場利率預期下滑，但歐洲央行仍希望按照此前的指引推進其加息50個基點的計劃，盡管他們承認將需要更謹慎地決定未來的利率路徑前景。[2023/3/14 13:01:56]

我們今天主要來回答第二個問題：比特幣系統挖礦難度目標是什么，它是怎么調整的？

 01 什么是難度目標？

難度目標是比特幣系統中調控挖出區塊所用平均時間的參數，是區塊頭中6個字段之一。

比特幣挖礦難度（Difficulty），是對挖礦困難程度的度量，挖礦難度越大，挖出區塊就越困難。目標值（Target）與挖礦難度成反比。難度越高，目標值越小。而難度目標是目標值通過轉化得到，是一個只有4個字節的字段（為了便于理解，本文將難度目標等同目標值處理）。比特幣系統正是通過調整區塊頭中難度目標來控制挖出區塊所需平均時間的。

TeraWulf通過股票公開籌集3200萬美元資金以解決債務問題:2月3日消息，比特幣礦企TeraWulf達成了一項重組債務的協議，但需進行股本融資。該公司通過公開募股籌集了3200萬美元，并與現有貸款人達成了一項原則上具有約束力的協議，以重組其債務。首席執行官保羅·普拉格（Paul Prager）表示：在取得這些成就的過程中，我們比以往任何時候都更加相信TeraWulf能夠實現盈利增長和令人信服的回報。交易完成后，該公司預計將實現自由現金流。[2023/2/3 11:44:08]

目標值是個長度為256比特的字符串，換句話說目標值約有2^256種可能的取值。調整難度目標就是調整目標值在整個輸出空間的占比。

Olympus Pro拆分后的債券市場Bond Protocol完成250萬美元種子輪融資:10月8日消息，債券市場協議Bond Protocol宣布完成250萬美元種子輪融資，Chapter One Ventures和IDEOCo Lab Ventures領投，Alchemy Ventures、Hypersphere等參投。

此前報道，算法Stablecoin協議Olympus DAO將債券化市場Olympus Pro拆分并更名為Bond Protocol的提案投票已于7月獲得通過，Olympus將使用Bond Protocol進行債券協議操作，Bond Protocol將具有無許可市場、可組合債券（Tokenization）、模塊化拍賣界面等功能。[2022/10/8 12:49:41]

舉例說明：挖礦就如射擊，所有射出去的子彈都會落在一個很大的靶子上。難度目標就是這個大靶子上圈出一個范圍，這個范圍越小，被射中的難度就越高。調節難度目標，就是調節這個圈在整個靶子上的占比。

美官員：比特幣是一種供應有限的資產:金色財經報道，美國參議院候選人Bruce Fenton表示，比特幣是一種供應有限的資產，而美元的供應是無限的。我還是看好。[2022/8/30 12:56:42]

挖礦算力增大，單位時間射擊的次數就越多，目標范圍被射中所需的時間就越短。反之，挖礦算力減小，目標范圍被擊中所需的時間就越長。而比特幣系統追求的平均出塊時間為10分鐘，這時候就需要調整難度目標來實現。

 02 如何調整難度目標？

比特幣系統是怎樣調整難度目標的呢？在《白話區塊鏈入門080 |數說比特幣，了解比特幣必須知道這10個數字》一文中，我們介紹了比特幣系統每過2016區塊（大約為14天時間），會自動調整一次難度目標。所有區塊高度為2016整數倍的區塊，系統就會自動調整難度目標。如果上一個難度目標調整周期（也就是之前2016個區塊），平均出塊時間大于10分鐘，說明挖礦難度偏高，需要降低挖礦難度，增大難度目標（準確地說是目標值）；反之，前一個難度目標調整周期，平均出塊時間小于10分鐘，說明挖礦難度偏低，需要縮小難度目標。

 03 難度目標的可調范圍

比特幣系統設定，難度目標上調和下調的范圍都有4倍的限制。舉例說明：假設上一個難度目標調整周期內的2016個區塊，由于算力暴漲，只用7天就全部挖出來了，通過難度目標調整，將難度目標縮小一倍，可以將平均出塊時間維持在10分鐘左右，但如果算力暴漲，前2016個區塊全部挖出只用了1天，那么難度目標最小只能調整為原來的四分之一。

 04 總結

比特幣的算力是持續波動的，比特幣系統通過難度目標的調整，使得平均出塊時間維持在10分鐘左右。難度目標和挖礦難度成反比，挖礦難度越大，難度目標越小。當區塊高度為2016的整數倍時，比特幣系統就會在該區塊上，自動調整難度目標。如果上一個難度目標調整周期內，平均出塊時間超過10分鐘，那么降低挖礦難度，增大難度目標；反之則提高挖礦難度，減小難度目標。難度目標上調和下調的范圍都有4倍的限制。

比特幣每2016個區塊（大約14天）調整一次挖礦難度，相比于BCH每個區塊都調整（大約10分鐘調整一次），有明顯的滯后性。你認為是哪種調整方式更合理呢？為什么呢？歡迎在留言區分享你的觀點。

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