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最近一段时间,一些敏锐的投资者意识到比特币全网算力和挖矿难度出现了较大的波动,加之币价重新站上4000美元大关,似乎矿工们也开始重新燃起了希望。今天我们就从比特币挖矿难度调整 ...

本帖最后由 alesan 于 2019-1-11 09:49 编辑

         最近一段时间,一些敏锐的投资者意识到比特币全网算力和挖矿难度出现了较大的波动,加之币价重新站上4000美元大关,似乎矿工们也开始重新燃起了希望。今天我们就从比特币挖矿难度调整算法入手,浅析一下这个关键数据对牛熊转换带来哪些影响。

       在解释挖矿难度调整算法之前,我们首先需要了解比特币挖矿的流程。

       ① 交易广播:用户签名发送交易到任意网络节点,若交易是正确的,通过节点验证后,节点会继续向其他节点广播,最终传递到了大部分进行挖矿的节点中;

       ② 区块生产:矿工节点收到交易后,将交易打包成区块,通过挖矿运算构造区块头部,直到区块头部的哈希值满足挖矿难度要求;

       ③ 区块广播:任意矿工节点成功挖出区块之后,立即将区块广播到全网,和交易广播类似,全网络的其他节点会验证区块的合法性;

       ④ 账本接纳:若同一时段只有一个合法区块被生产出来,该区块将会被纳入账本,若存在竞争区块,累计难度最大且最长的链最终会胜出;

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难度累计最大且最长的链为主链
      
  这就是一套完整的区块链挖矿的生产路径,我们也可以将其称为“区块与账本生成流程”。其实仔细看来,其中第②部分也就是“挖矿”的本质,即通过计算构造区块头部。

       区块头部可代表整个区块、可被独立传输与处理。

       而在一个独立完整的区块头部数据仅占80字节的存储空间,别小看这80字节,其实内有乾坤,它包含了:版本(Version):前一区块头部的哈希(Previous Block Hash)、交易梅克尔树根哈希(Merkle Root)、区块生成时间(Time )、挖矿难度阈值(nBits,或记为Bits、随机数(Nonce)这六个关键组成部分。

       其中“挖矿难度阈值”则是我们今天探讨的重点,也是影响矿工们挖矿效率的一个核心参数。而影响这个参数的关键在于挖矿难度调整算法(Mining difficulty adjust algorithm)。通过一个算法来决定一个数值,而这个数值控制着挖矿难度的高低,这就是比特币挖矿难度的自我调节机制。

       那么问题来了,挖矿难度调整的依据是什么?

       比特币平均出块时间10分钟,这个10分钟,就是通过 “挖矿难度调整算法(Mining difficulty adjust algorithm)” 来调节的。

       比特币的区块链系统,并不知道目前有多少矿工(算力)在挖矿,只能通过挖出块的速度来推测有多少矿工在挖矿。如果出块比预计快了(一段时间内,平均出块时间小于10分钟),那就说明算力多了,要增加挖矿难度,降低矿工的出块速度。

       至此,我们就可以浅显的理解了整个比特币网络挖矿流程和难度调整的机制。正是因为这样的机制存在,使得比特币更像是一个投资品一样存在价格浮动。如果我们抛开市场投机行为的影响,单纯看生产关系和价格走势,可以呈现完美波峰波谷图。

       以前段时间比特币价格崩盘后的情况为例,我们简要说明。

       币价崩盘、没人挖矿、算力降低、挖矿较长、算法调整、难度降低、高效挖矿。

       而在这个流程当中,因为全网算力和挖矿难度出现了不匹配,导致挖矿时间较长,因此比特币网络通过算法调整,反而带来了一个最佳的布局节点,从而形成了牛熊转换点。


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