Difficulty
当前难度：
133,869,853,540,305.41
区块高度：956,479
它每 2 周调整一次，以确保添加新区块到区块链平均需要 10 分钟。
为什么难度很重要？¶
难度确保了在挖矿期间，即使有更多矿工加入网络，交易区块也能以固定时间间隔被添加到区块链中。
如果难度保持不变，随着新矿工加入网络，添加新区块到区块链所需的时间将逐渐缩短。
因此，难度调整意味着区块链可以持续稳定地更新。
难度何时发生变化？¶
难度每 2,016 个区块调整一次（大约每 2 周）。
在此间隔，每个节点都会获取开采最后 2,016 个区块的预期时间（2016 x 10 分钟），并除以实际所用的实际时间：
如果矿工解决每个区块的速度快于预期，例如每个区块花费 9 分钟，你会得到类似这样的数字：
然后，每个节点使用这个数字来调整下 2,016 个区块的难度：
- 如果该数字大于 1（区块开采速度比预期快），难度就会增加。
- 如果该数字小于 1（区块开采速度比预期慢），难度就会降低。
就是这样。现在比特币网络上的每个矿工在接下来的 2,016 个区块中都使用这个新难度。
难度一次最多只会调整 4 倍（即乘数不大于 4 且不小于 0.25）。这是为了防止在不同的难度周期之间发生过于剧烈的变化。
难度如何控制区块之间的时间？¶
好的，我将从一个简单的例子开始，并以此为基础进行构建。
1. 简单的例子¶
假设我给你一个 1 到 100 的数字范围。
现在，假设你能够每分钟一次随机生成一个 1 到 100 之间的数字，并且你的目标是生成一个低于我的目标数的数字。
假设我将目标设置为 50：
鉴于你只能每分钟生成一个数字，你平均需要花费 2分钟 才能找到低于该目标值的数字。
但这太容易了。所以假设我将目标降低到 20，这意味着你只有 ⅕ 的概率生成获胜数字，或者说平均每 5分钟 才能找到一个：
目标越低，生成获胜数字就越困难。
所以如你所见，我可以使用目标的高度来控制你找到获胜数字需要多长时间（当然，这取决于你每分钟能够生成多少个数字）。
这不会是每一次都恰好是 5 分钟，因为你在第一次尝试时就可能运气好。然而，从长期来看，平均间隔时间会是 5 分钟。
那么什么是难度？¶
除了直接告诉你目标值外，我还可以通过用一个新数字除以数字范围来给你目标：
这个新数字就是难度，它被用来调整目标的高度。
以下是通过难度设置目标的等式：
所以现在我可以使用这个难度值来帮助我把目标设定到我想要的任何水平：
因此，我使用难度来控制目标，而目标反过来控制你生成低于目标的获胜数字所需的时间。
- 这里的难度基本上是表示当前目标的另一种方式。
- 难度越大，目标越低。
2. 比特币的例子¶
比特币中的难度工作原理完全相同——它被用于设定目标值，矿工不断生成数字（对其候选区块进行哈希计算），以期找到低于该目标值的区块哈希：
鉴于矿工每秒能够生成成千上万的数字（哈希值），比特币的目标使用了极其庞大的数字：
由于现在有成千上万的矿工在尝试寻找获胜数字，为了确保每 10 分钟（而不是每隔几秒）找到一个获胜数字，成功的数字范围最终变得极其微小：
即使那个难度数字看起来很大，目标依然低到令人发指，极其难以低于此目标。这就像买彩票。
十六进制数字¶
因为这些目标数字太庞大了，我们通常会以较短的十六进制格式来显示它们。
这就是为什么区块哈希看起来像这样：000000000003ba27aa200b1cecaad478d2b00432346c3f1f3986da1afd33e506
但即使它包含字母，它依然是一个数字。所以目标是一个十六进制值，矿工正在尝试获得一个低于目标的十六进制区块哈希。
事实上，你可以很容易地在十六进制和“正常”数字（即十进制数字）之间进行转换：
进制转换器
二进制 (Base 2)
0b
0 位
十进制 (Base 10)
0d
0 位
十六进制 (Base 16)
0x
0 位
+1
0 secs
| 十六进制 | 000000000004864c000000000000000000000000000000000000000000000000 |
| 十进制 | 1861311314983800126815643622927230076368334845814253369901973504 |
| 区块 100,000 的目标值 |
| 十六进制 | 000000000003ba27aa200b1cecaad478d2b00432346c3f1f3986da1afd33e506 |
| 十进制 | 1533267872647776902154320487930659211795065581998445848740226310 |
| 区块 100,000 的哈希值 |
所以这就是为什么你通常会看到哈希和目标是一串数字和字母——它们使用的是十六进制，而不是我们人类更熟悉的十进制。
只需记住，这些十进制和十六进制数字具有相同的数值，你可以很容易地在两者之间进行转换。
尴尬的是，难度通常是用十进制格式表示，而区块哈希和目标则是用十六进制表示：
目标是十六进制的，但它以一种 compact 格式存储在区块头中，称为 bits。
但正如我所说，它们都是数字，所以如果你将它们转换为相同的格式，你仍然可以使用它们。
你如何计算难度？¶
当前
随机示例
高度：
最大目标
0x
目标
0x
0 字节
难度
0d
0 secs
难度是通过将最大可能的目标值除以当前区块的目标计算出来的。
最大目标是为创世区块（第一个区块）设置的目标：
因此，要算出例如区块 100,000 的难度，我们只需要找出该区块的目标是多少：
现在，如果我们将这两个值都转换为十进制并相除，我们就得到了难度：
进制转换器
二进制 (Base 2)
0b
0 位
十进制 (Base 10)
0d
0 位
十六进制 (Base 16)
0x
0 位
+1
0 secs
difficulty = max target / target
difficulty = 0x00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000 / 0x000000000004864c000000000000000000000000000000000000000000000000
difficulty = 26959535291011309493156476344723991336010898738574164086137773096960 / 1861311314983800126815643622927230076368334845814253369901973504
difficulty = 14484.162361
所以如你所见，难度只是表示当前目标距离最大可能目标的偏移程度。
在比特币内部，只有目标值在进行调整。所以难度只是一种表示这一变化的方式。
你如何根据难度计算目标？¶
难度是根据目标计算出来的。 然而，如果你愿意，你总是可以倒推根据难度计算出目标。
让我们使用难度来算出区块 100,000 的目标。
我们将（主要）使用十进制数字进行计算，因为它们更容易理解。
以下是难度：
bitcoin-cli getblockheader 000000000003ba27aa200b1cecaad478d2b00432346c3f1f3986da1afd33e506
{
"hash" : "000000000003ba27aa200b1cecaad478d2b00432346c3f1f3986da1afd33e506",
...
"height" : 100000,
...
"difficulty" : 14484.16236123,
...
}
很好。
现在，让我们记下我们用来寻找目标的等式：
让我们准备好最大目标和难度以代入等式。
max target = 0x00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000
difficulty = 14484.162361
- 最大目标是一个固定值；它是为最初的创世区块设置的初始目标。
- 0x 前缀用于表示十六进制值（0x 不是数字的一部分）。值中存在字母通常是明显的标志（但并不总是如此）。
- 我从上面的区块头信息中得到了难度。
但是，最大目标目前是十六进制格式，因此我们将其转换为十进制。
进制转换器
二进制 (Base 2)
0b
0 位
十进制 (Base 10)
0d
0 位
十六进制 (Base 16)
0x
0 位
+1
0 secs
现在我们只需将这些数字代入等式，就可以得出：
target = max target / difficulty
target = 26959535291011309493156476344723991336010898738574164086137773096960 / 14484.162361
target = 1861311315012765306929610463010191006516769515973403833769533170
搞定。
所以当矿工试图解决区块 100,000 时，她希望为她的候选区块获得一个低于 1861311315012765306929610463010191006516769515973403833769533170 的哈希值。
检查结果¶
让我们将这个目标值与她为该区块获得的哈希值进行对比，以检查她是否真的成功（即她为区块计算的哈希值低于目标）：
target = 1861311315012765306929610463010191006516769515973403833769533170
hash = 0x000000000003ba27aa200b1cecaad478d2b00432346c3f1f3986da1afd33e506
啊，是的，哈希值是十六进制格式。让我们再次将十六进制转换为十进制，以便对比这两个数字：
进制转换器
二进制 (Base 2)
0b
0 位
十进制 (Base 10)
0d
0 位
十六进制 (Base 16)
0x
0 位
+1
0 secs
target = 1861311315012765306929610463010191006516769515973403833769533170
hash = 1533267872647776902154320487930659211795065581998445848740226310
是的，该哈希值确实低于目标，因此该区块可以添加到区块链中。
我在哪里可以找到当前的难度？¶
你可以使用 bitcoin-cli getdifficulty 命令来找到当前的难度：
- 当前难度也可以在
bitcoin-cli getmininginfo中找到。 - 这是一个显示难度随时间变化的图表：blockchain.com/explorer/charts/difficulty
总结¶
目标是区块哈希必须低于的实际 limbo 杆，只有低于此目标，新区块才能被添加到区块链上。
难度只是衡量目标距离其初始初始值移动了多少的指标。或者换句话说，与区块链刚刚启动时相比，现在开采区块有多困难。