在比特币主链上，平均每十分钟就会出一个块。而随着数字货币的发展，参与的矿工与日俱增，挖矿技术日新月异，全网的算力也是以惊人的速度增长。比特币为了保证主链平均的高度增加速度依然维持最初设定，进而设置了挖矿难度调整的功能。所以，深入了解挖矿难度的概念，以及挖矿难度调整的方案，对矿工来说挺重要的，因为挖矿难度设置不合理可能会导致全网出块速度极不稳定。下面，RHY矿场将详细介绍比特币挖矿难度，而说起挖矿难度，就不得不说PoW算法了。

　　PoW算法

　　PoW（Proof-of-Work）算法工作量证明（Proof-of-Work，PoW）是一种对应服务与资源滥用、或是阻断服务攻击的经济对策。一般是要求用户进行一些耗时适当的复杂运算，并且答案能被服务方快速验算，以此耗用的时间、设备与能源做为担保成本，以确保服务与资源是被真正的需求所使用。

　　PoW算法具有：去中心化，单向，随机性，目标难度易调整等特点，所以现在包括比特币、BCH在内的很多币种都采用了PoW共识机制。

　　从实现上来说，PoW算法的输入为任意长度，输出为固定长度，比如通常使用SHA256算法对应输出256-bit。在挖矿过程中miner用PoW算法计算整个块头的hash值，由于SHA256的特性：块头任意一位发生变化，得到的hash值会变得完全不一样，而且大小变化方向不确定。于是，我们比较hash值是否小于某个值（实际上这个值是保存在块头中的nBit“解压后”的current_target值）来判断是否满足要求；如果小于，则广播这个区块；如果不小于，则按照当前挖矿节点的规则改变块头中可以改变的值，然后再次计算块头hash值，以此往复，直到结果小于目标值。

　　目前，比特币挖矿难度设置到了7184404942701.792(0x17272d92对应的current_target为0x000000000000000000272d920000000000000000000000000000000000000000)。也就是说随机选取的数满足target的小于概率是$1/（2^{72}）$，但是块头的nonce字段只有4bytes，也就是32位，有可能�$2^{32}$个随机数都试完来仍然找不到满足target的result。所以允许块头内部分其他的字段改变，用来生成新的result。允许改变的字段在第二小节块头部分已指明。

　　我们试想一下，如果频繁更改CoinbaseData里的ExtraNonce，来改变块头的MerkleRoot会怎么样？很明显效率会很低，所以实际挖矿中策略是：尽可能减少块头中Version，TimeStamp，MerkleRoot（绿色区域数据）值的改变，而“疯狂”遍历Nonce（红色区域）的值用于PoW；当遍历完没找到满足target的result，再改变绿色区域的值，然后继续“疯狂”遍历Nonce。如此往复直至找到满足target的result或者这一轮PoW竞赛中失败开始新一轮打包。

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