區塊鏈：挖礦複雜性和區塊時間（發現）的秘密

挖礦的複雜性在於確定程度，從花費哈希能力（以及時間）的角度出發，確定礦工要找到合適的哈希量，換句話說，為其區塊簽名（針對每個交易區塊進行驗證，然後將其添加到區塊鏈中）必須符合指定條件的哈希值）。在比特幣區塊鏈中，礦工試圖通過對隨機數進行哈希運算來找到所需的哈希值。讓我們快速看一下這個過程。

什麼是挖礦（又名哈希）-刷新資料

讓我們再次快速討論該主題。如果您閱讀了我的文章「挖礦的工作方式和交易的處理方式」，那麼您已經知道交易塊只有在其簽名（哈希）滿足既定要求的情況下（例如，在比特幣區塊鏈中）才會被網路的其餘部分接受塊簽名必須以一定數量的零開始）。為了找到這樣的簽名，礦工將他們的計算能力（哈希能力）用於對隨機數執行許多預定義的操作，直到找到必要的數字為止，最終導致一定的輸出數，將符合指定條件。以僅以一個零開頭的數字來查找輸出要比查找以五個連續的零開始的數值要容易得多（通常更常見）（這種情況很少見，因此找到所需數量的時間要多得多，這將導致輸出此類數據。

滿足條件的區塊簽名（哈希）或挖礦難度

因此，正是根據區塊鏈的要求從簽名開始的零的數量確定了礦工找到它的難易程度（平均需要多少哈希能力或時間）。這就是挖礦的複雜性。所需的零越多，找到合適的簽名就越困難（=複雜度越高）。但是，什麼決定了挖礦的複雜性？

是什麼決定了挖礦的複雜性？

網路中挖礦的複雜性每兩周自動調整一次，具體取決於發現新區塊的速度。當越來越多的礦工加入網路開採比特幣時，網路的總散列能力會增加。因此，我們可以假設在這種情況下，整個網路將更快地找到合適的簽名，這意味著塊也將更快地添加到區塊鏈中。

這是一個例子：

• 假設此示例中的所有礦工都具有相同的處理能力（哈希率）。普通礦工需要1個小時才能找到令人滿意的哈希。因此，一個礦工每小時發現一個合適的哈希，但是十個礦工已經在同一時間找到十個匹配的哈希。因此，一個礦工的塊查找速度為每小時1個塊，但是對於十個礦工，其查找速度已經是每小時10個塊，這要快得多

在比特幣區塊鏈中，挖礦的複雜性每兩周進行一次調整，因此總的網路哈希能力每10分鐘平均產生1個區塊。如果許多礦工加入了比特幣區塊鏈並且總哈希能力增加，那麼區塊發現速度可以從10分鐘內的1個區塊增加到每1個區塊9分鐘。一段時間後，這也會增加挖礦的複雜性，因此，即使具有這種額外的哈希功能，區塊的生產速度仍將在10分鐘內保持1區塊的穩定速度。同樣的情況也適用於相反的情況，當礦工停止在區塊鏈上進行挖礦並且總哈希率降低時，挖礦的複雜性也會降低。主要問題是-為什麼每10分鐘1塊？

但是，為什麼在十分鐘內只有一個街區呢？

您可能現在還沒有意識到這一點，但這確實是一個很好的問題。就個人而言，我花了很長時間才弄清楚這一點，顯然，我並不是唯一的一個。

有關塊定位時間的搜索查詢結果。

但是，為什麼挖礦複雜性會根本增加呢？實際上，處理相同數量的交易將需要更多的電力。為什麼不僅僅降低挖礦的複雜性，從而加快尋找新區塊的步伐呢？這也將使比特幣交易處理更快。

搜索查詢結果：「為什麼10分鐘內只有1個街區？」

很長一段時間以來，這個問題並沒有讓我停下來，直到有一天，Reddit上的某個人終於提供了答案。事實證明，這是中本聰（比特幣的發明者）的唯一決定，因此區塊的生產速度保持在穩定水平，並且每10分鐘平均產生1塊區塊，因為區塊鏈需要大約10分鐘的時間來分配最後一個區塊（區塊）全球所有網路節點，以便區塊鏈保持正確同步。如果以更快的速度創建塊，那麼地球另一端的某些節點可能無法快速，及時地將最近交易的數據包括在其區塊鏈副本中。反過來，這可能導致以下事實：節點將不再正確同步。網路節點這種不同步的結果可能是所謂的「孤立」塊（或分支鏈）的出現，這些孤立塊是「孤立」塊或從主區塊鏈中排除的塊。為了保持安全，應儘可能避免使用區塊鏈。當然，這個答案似乎很簡單，但是很有意義。

所以-找到障礙的難度

讓我們總結一下-查找區塊的難度基於網路的總哈希能力，並且每兩周進行一次調整，以保持創建新區塊的穩定步伐，即每10分鐘1個區塊。這使網路有時間在全球範圍內同步和更新區塊鏈註冊表，這對於確保註冊表的安全性至關重要（孤立塊降低了網路安全級別，因為即使驗證了有效性，孤立塊也會變得無效）。

礦工加入網路的次數越多，用於尋找滿足簽名標準的總計算能力就越多，並且如果決策塊的複雜性保持不變，則將塊添加到區塊鏈的速度就越快。因此，當總散列功率增加時，複雜度增加，反之亦然，隨著複雜度降低，散列功率也降低。如下所示，當前總哈希功率（哈希率）為510億GH / s。哈希率越高，塊複雜度越高。

日期-日期
難度-難度
變化-變化
哈希率-哈希率

如下圖所示，塊100（回溯到2009年）需要一個僅以八個連續的零開始的簽名，而在撰寫本文時，最後一個塊（塊542865）需要一個以至少18個零開始的簽名，彼此跟隨。零的數量反映了難度。查找具有這麼多連續零的輸出需要更長的時間或更大的哈希能力。如今，由於一個簡單的原因（由於礦工數量的增加），比特幣區塊鏈消耗了更多的散列能力，因此找到區塊的複雜性要高得多。

塊100的複雜度是8個連續的零。塊542864的複雜度是18個連續的零。

如您所見，2018年比特幣區塊鏈的總哈希能力比2009年高出許多倍。一個小小的注意事項：下圖僅顯示了直到2018年3月挖比特幣的複雜性不斷增加，但自2018年10月以來下跌了.2018年10月，由於比特幣價格迅速下跌，礦工的運營費用開始超過挖礦獲利，礦工被迫停止挖礦。

自從誕生以來，比特幣挖礦的複雜性就大大增加了，因為從那時起，更多的礦工加入了網路（哈希能力增強了），那麼，如果增加區塊大小怎麼辦？

是的，這是一個相當廣泛討論的話題。如果增加塊大小，則無論複雜度如何，都會在該塊中放置更多事務，因此，在給定的時間段內將處理更多事務。儘管這看起來像一個解決方案，但實際上並非如此。有幾種說法反對增加塊的大小，其中之一是，塊在節點之間的傳播時間越長，將導致孤立塊的出現率越高。本質上，這是可伸縮性和安全性之間的折衷，但是，這只是一個臨時解決方案，其代價是網路完整性。

在哪裡可以找到有關將新區塊添加到比特幣和以太坊區塊的實時報告？

您可以找到在以下參數上提供實時信息的掃描儀-區塊時間，區塊複雜性，哈希率等，此處針對比特幣區塊鏈，此處針對以太坊。

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