挖矿难度

难度是一个单一的数字，用来表示如今找到一个区块比中本聪在2009年1月时难多少。它每隔2,016个区块（大约两周）根据前一个2,016个区块实际耗费的时间重新计算一次，且在任一方向上的调整幅度最多为四倍。正因如此，十分钟出块的节奏才能经受住挖矿算力一百万亿倍的增长。

运作方式

难度是一个比值，协议仅凭时间戳计算它，整个过程不涉及任何人工干预。

其背后是目标值：一个256位的数字，区块头哈希必须低于它。目标值以一个名为 nBits 的紧凑四字节字段存储在区块头中。难度的定义是难度1的目标值除以当前目标值，因此难度为126万亿意味着有效区块头的稀有程度是网络第一周的126万亿倍。节点实际上从不检查难度，它们只用区块头哈希对照目标值进行检查。难度之所以存在，是因为比值便于阅读，而256位的阈值则不然。

难度调整发生在每个为2,016的倍数的区块高度。节点获取该窗口实际耗费的时间，与预期的20,160分钟相比较，并按此比值缩放目标值，同时设有限制：单次调整最多只能使目标值变容易四倍或变困难四倍。计算中有一个著名的差一错误：时间跨度是在窗口的第一个区块与最后一个区块之间测量的，涵盖2,015个间隔而不是2,016个，因此网络实际的目标是每个区块约10.0049分钟。纠正它需要为一个舍入误差进行硬分叉，所以它被保留了下来。

历史表明这一机制在两个方向上都能发挥作用。难度在1上停留了将近一年，直到2009年12月30日在区块32,256进行第一次难度调整，升至约1.18。此后它已攀升至120万亿以上。有记录以来最大的降幅出现在2021年7月3日，当时中国驱逐其挖矿行业，使难度一次性下降了27.94%，从约19.93万亿降至14.36万亿。

购买比特币时为何重要

难度是您的提币能在几分钟而非几小时内确认的原因，而滞后的难度则是它有时做不到的原因。

这一机制只会事后修正。如果有很大一部分算力关闭，区块仍按旧难度产生，每个区块耗时超过十分钟，直到下一次难度调整，最长可达两周之后。在这几周里，确认变慢，内存池清空的速度慢于填充的速度，手续费率上升，因为同样的区块空间被拍卖的频率变低了。2021年7月从交易所提币的人对此有直接感受。该时段内的区块平均出块时间接近十四分钟。

相反的情形更为平静，但更为常见。当新的矿机群上线时，区块出块快于十分钟，直到难度跟上，因此确认在短时间内比预定节奏所显示的更便宜、更快。

有两点关于难度不起作用的情况值得明确说明。它对减半的时间表没有影响，因为减半按区块计数而非按时间计数；它也不是价格信号。难度上升，是因为矿工购买了几个月前有利可图的机器。把它当作预测来解读，就像看后视镜一样。

2021年7月3日的难度调整

2021年7月3日的难度调整是这一机制最清晰的例证，因为冲击巨大，而修正是自动完成的。

中国的打击行动在2021年中数周内使全球很大一部分矿机离线。机器被装入运往得克萨斯州、哈萨克斯坦和巴拉圭的集装箱，在运输途中它们不产生任何哈希。网络并没有陷入停滞，也没有向任何人求助。它只是出块变慢了：27.94%的降幅意味着前一个窗口的平均出块时间约为13.9分钟，而不是十分钟。在难度调整时，难度降至14.36万亿，十分钟的节奏在数小时内恢复，而当年夏季连续四次下调合计使该数字下降了约45%。随后数月里，反方向的调整抹平了全部降幅，而无人决定要这样做。

挖矿难度 vs 难度调整

挖矿难度是那个数字，难度调整是改变它的事件。难度是一个在整整2,016个区块的周期内保持不变的值，因此该周期内的每个区块难度完全相同。难度调整是在周期边界发生的重新计算，也是矿工关注的重点，因为那是每台机器收入发生变化的时刻。说难度在某个星期二上升，是“那个星期二发生了一次难度调整”的简略说法。

挖矿难度 vs 目标阈值

挖矿难度是为方便人类而设，目标值才是软件强制执行的标准。目标值是区块哈希必须低于的实际256位上限，出现在每个区块头中，压缩在 nBits 字段里。难度由它通过除法得出，并且不出现在区块的任何位置。当新闻标题说难度上升了5%时，其底层变化是目标值缩小了约5%，全球每位矿工每个区块悄然需要多尝试约5%。