揭秘比特币：十分钟确认机制背后的矿工挖矿速度控制

为什么比特币是固定在十分钟确认是什么在控制矿工的挖矿速度可以简单说一下吗

挖一颗比特币要多久

据BTC区块网络称，10月1日，比特币网络开采区块的速度异常缓慢，总共需要119分钟才能开采一个区块。
尽管比特币网络的挖矿算力近期屡创新高，但这种异常现象仍在发生。

您可以看到区块597272是在9月30日2:8:45生成的，下一个区块597273是在10月1日0133607:42生成的。
这个区块花了119分钟来计算，但区块597274只花了1分钟来开采。

比特币网络产生慢速区块的可能性非常低。
在比特币的网络设置中，矿工每10分钟开采一个新区块。
截至目前，比特币网络的出块时间仍保持在预定时间，波动范围较小。

然而，矿工们花费了大量的时间和计算才挖出了高度为597273的区块。
类似的事情在比特币历史上只发生过10次。
上次发生这种情况是在2014年5月。

假设比特币网络的平均出块时间为10分钟，则该块出现的概率仅为0.000679%。
一个区块需要这么长时间才能被开采是非常罕见的。
截至10月9日，比特币网络的哈希率为每秒89万亿次操作。
这意味着矿工在119分钟的挖矿过程中消耗了大量的电力和算力。

相反，1分钟内开采了597,274个区块。
有些矿工尝试通过随机优化来挖矿，所以出现这样的区块的概率应该很低。
目前对于此类块的出现有两种解释。
首先是矿工们还没有就这个区块达成共识。
另一种解释是，比特币区块链可能已经分裂，但分叉监视器没有检测到该事件。

比特币没有紧急难度调整机制。
事实上，其他网络，例如比特币现金，也​​经历了长时间的封锁。
主要原因是参与挖矿的矿工太少，网络没有调整挖矿难度。
比特币网络每两周调整一次挖矿难度，网络挖矿难度处于历史最高水平。

就在区块头597273被开采之前，比特币网络突然失去了30%的哈希率。
此外，比特币网络在过去三个月中丢失了1,400多个节点。
这表明比特币网络正变得更加去中心化，增加了网络内潜在安全风险的可能性。

矿机主要有比特大陆、嘉楠耘智、亿邦国际等。
过去10纵观比特币多年来的发展历史，比特币挖矿已经形成了由一年盈利期和两年调整期组成的三年周期。
比特币挖矿目前正处于调整期结束时。
从内部来看，今年4月初到7月初币价涨幅明显高于计算，导致一段时期的利润低迷。
从历史上看，比特币挖矿正处于调整期的末尾。

相关问答：挖比特币需要多长时间？

区块链难度值是什么？

严格来说，区块链是一种将数据块按照时间顺序依次组合而成的链式数据结构，其密码学保证其不可篡改、不可转让。

总而言之，它是一种特殊的分布式数据库。

一个很重要的理解就是去中心化

在区块链的世界里，没有中心节点，记录着整个数据库。
任何驱动器的恢复都是完全并行且透明的。
。

区块链没有管理员，区块链格式首先应用于比特币，作为一种无需管理机构信任的安全数据库解决方案。

那么他是怎么防伪的呢？

区块和哈希是一一对应的。
如果有人修改了一个区块，该区块的哈希值就会改变。

所以他是唯一的一个！

计算哈希值的机器称为矿机，操作矿机的人称为矿工。

区块头包含一个难度系数（difficulty），它决定了计算Hash的难度。

统计一次大约需要10亿次计算。

区块链主要解决交易的信任和安全问题，因此它提供了四个技术创新来解决这个问题：

第一个叫分布式账本，就是记录交易。
账户是由分布在不同地点的多个节点完成的，每个节点都注册一个完整的账户，这样他们都可以参与监控交易的合法性，也可以共同见证。
与传统的中心化记账方案不同，没有任何一个节点能够独立记账，避免了单个会计人员被控制或贿赂记账的可能性。
另一方面，由于记账节点数量足够多，理论上只有所有节点被破坏，账户才会丢失，从而保证了记账数据的安全。

第二个叫非对称加密和授权技术。
区块链上存储的交易信息是公开的，但账户身份信息高度加密，只能由数据所有者授权，确保访问。
数据安全和隐私。

第三种叫共识机制，让所有记账节点达成共识来判定一条记录的有效性。
它既是一种识别手段，也是一种防止伪造的手段。
区块链提供了四种不同的共识机制，适合不同的应用场景，在效率和安全性之间取得平衡。
以比特币为例，它使用工作量证明。
只有全网51%以上的记账节点被控制，才有可能伪造一条不存在的记录。
当有足够多的节点加入区块链时，这基本上是不可能的，消除了欺诈的可能性。

最后一个技术特征称为智能合约。
智能合约基于这种可靠且不可伪造的数据，可以自动执行某些预定义的规则和条件。
以保险为例。
如果每个人的信息（包括信息医疗和风险发生信息）真实可信，一些标准化保险产品将很容易实现理赔自动化。

一个以中本聪为签名的人提出了一个革命性的想法：让我们创造一种不受政府或任何人控制的货币！

----比特币的起源。

区块链技术有着极其广阔的应用前景，包括数字货币、跨境支付等。
在金融领域，此前有报道称，中国人民银行有望成为第一强国。
银行开发数字货币并实现实际应用。

三无互联网：公司与中金在线签署了合作意向书，计划共同开展比特币项目，而区块链技术是比特币的核心。

恒生电子：公司正在尝试利用区块链技术建立基于联盟链的数字化发票系统。

飞天诚信：公司曾在互动平台表示，目前在区块链技术方面有一定的技术保留和研究。
公司未来将积极参与数字货币及其他区块链技术行业。

英世盛：4月11日，她在互动投资者关系平台上表示，公司目前在这方面有技术储备，但处于初级阶段。

从目前情况来看，区块链技术在我国上市公司的应用绝大多数停留在项目研究、实施和推广阶段，还需要时间来检验。

为了理解下面的内容，必须先了解哈希算法

如上所示，我们可以看到一个数据中有四个最重要的字段块

1。
prev_hash

前一个区块的哈希值（哈希算法），用于连接前一个区块。
前面的块也有这个字段，也可以。
使用加入前一个块。
这就形成了一条链，这也可以是区块链的含义

2。
时间戳

标准时间，通过时间序列，允许跨时间维度追踪交易。

3.Nonce

随机数。
当我们谈论随机数时，我们需要谈论区块中的另一个重要字段，即“难度值”。
挖矿过程通过随机数来体现。
我们不断地改变随机数，使得生成的区块的哈希值与设定的“难度值”相匹配。

4.Tx_Root

梅克树，所有交易的摘要哈希。
这个哈希值是如何生成的？从图中我们可以看到，每笔交易都有一个哈希值，每两个相邻的哈希值都会生成一个哈希，直到生成较高的哈希值。

我们看一下挖矿计算公式

目标H（区块头），这个目标就是目标阈值

BTC使用的哈希算法是SHA-256。
它生成的哈希值是256位，因此有2^256个值。
这是他的出口空间。
为增加提取难度，可调整提取物的比例目标。
该输出空间中的值。

挖矿难度与目标阈值成反比。
当算力较强时，调整难度降低目标阈值。

在不调整难度的情况下，随着矿工数量的增加和算力的提高，挖一个区块的时间会变短，从10分钟缩短到1分钟甚至几秒。
这会带来什么问题吗？很多人可能认为这不是一个坏主意。
等待交易的六次确认将减少时间并使交易更快。
事实上，如果将区块生成时间缩短到很短的时间，风险是非常高的。
由于网络延迟，区块生成时间缩短，不同节点很可能收到不同的区块信息，从而产生涌现。
许多分叉的结。
矿工将根据他们认为正确的区块继续挖矿。
在这种情况下，恶意节点更容易发起分叉攻击，因为诚实节点的算力是分散的。

因此不需要51%的算力就能成功，因此缩短出块时间不利于BTC系统的稳定性。
即使10分钟不一定是最佳持续时间，但也被认为是合理的。

这里是算力增长曲线

这里是挖矿难度曲线

下面是平均挖矿时间

看一下难度公式：2016年每个区块的挖矿难度都会调整，每10分钟产生一个区块。
平均每两周调整一次。

Previous_difficulty为最新挖矿难度，分母为2016年最后一个区块所花费的时间。

每个节点独立挖矿，BTC协议也是开源的。
不修改挖矿难度的矿工是谁？这种可能性是存在的，但是不影响结果，因为广播到其他节点需要独立验证区块头哈希值。
该标头中存在压缩编码困难。
改变难度的结果将不被认可。
通过诚实的节点。

所谓“共识机制”，就是通过特殊节点的投票，在极短的时间内完成交易的验证和确认；对于一笔交易，如果多个利益无关的节点能够达成共识，人们可能会认为整个网络也能在这一点上达成共识。
更简单地说，如果一个中国的微博网红、一个美国的虚拟货币玩家、一个非洲的学生和一个欧洲的旅行者彼此不认识，但他们都一致认为你是一个好人，那么基本上可以得出这样的结论：你不是一个坏人。

为了让整个区块链网络节点保持相同的数据并保证每个参与者的公平性，整个系统的所有参与者必须有一个统一的协议，这就是我们这里所需要的。
所有比特币节点都遵循统一协议规范。
共识规范（共识算法）由相关共识规则组成，可分为两个主要核心：工作量证明和最长链机制。
长的。
所有规则（共识）的最终表达是最长的比特币链。
共识算法的目标是保证比特币在最长的链上持续运行，保证整个记账系统的一致性和可靠性。

区块链用户在交易时不需要考虑对方的信用，不需要信任对方，也不需要可信的中介机构或中央机构。
遵循区块链协议。
不需要可信第三方中介就能顺利交易的前提是区块链的共识机制，即在相互理解和信任的市场环境中，参与交易的每个节点都考虑自己的利益，互不违背。
一切规则和作弊行为，因此每个节点都会主动、自觉地按照预先定义的规则来判断每笔交易的真实性和可靠性，并将检验的成功记录写入区块链中。
每个节点的利益不同，从逻辑上讲，他们没有串通欺骗的动机。
当网络中的某些节点具有公众声誉时，这一点尤其明显。
区块链技术利用基于数学原理的共识算法在节点之间建立“信任”网络，利用技术手段实现创新的信用网络。

目前，区支付行业主要的共识算法机制包括四大类：工作量证明机制、公平性证明机制、共享授权证明机制和矿池验证池。

工作量证明机制是工作量的证明，是生成新的交易信息（即新的区块）添加到区块链时必须满足的要求。
在基于工作量证明机制构建的区块链网络中，节点通过计算随机哈希的数值解来竞争记账权。
能否获得正确的数值解来生成区块，是节点算力的具体体现。
工作量证明机制的优点是完全去中心化。
在以工作量证明机制作为共识的区块链中，节点可以自由进入和退出。
著名的比特币网络使用工作量证明机制来生产新货币。
然而，由于工作量证明机制在比特币网络中的应用吸引了全球大部分计算机的算力，因此其他想要尝试使用该机制的区块链应用很难获得相同的规模的计算能力。
以维护自身安全。
同时，基于工作量证明机制的挖矿也造成了极大的资源浪费，达成共识所需的时间也较长，因此这种机制不适合商业应用。

2012年，一位化名SunnyKing的互联网用户推出了Peercoin，这是一种加密电子货币，它使用工作量证明机制来发行新币，并使用权益证明机制来维护安全性网络的。
这就是机制的作用首次使用加密电子货币进行权益证明。
权益证明并不要求验证者进行一定量的计算工作，而是只要求验证者提供一定数量的加密货币的所有权。
权益证明机制的工作方式是，当创建一个新区块时，矿工必须创建一个“币权”交易，该交易以预定的比例向矿工本身发送一定数量的币。
权益证明机制根据算法根据各节点持有代币的比例和时间等比例降低节点挖矿难度，从而加快随机数的搜索速度。
这种共识机制可以减少达成共识所需的时间，但仍然需要网络节点执行挖矿操作。
因此，PoS机制并没有从根本上解决PoW机制难以在商业领域应用的问题。

共享授权认证机制是一种保证网络安全的新型共识机制。
在试图解决传统PoW机制和PoS机制问题的同时，还可以通过实施技术民主来抵消中心化的负面影响。

股份授权的证明机制与董事会的投票类似。
这种机制包含了实时股东投票系统，就像系统随时召开无限次股东大会一样，所有股东都进行投票。
基于DPoS机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表而不是所有用户。
在这样的区块链中，所有节点投票选出“一定数量的节点代表，他们作为所有节点的代理来确认区块并维持系统的平稳运行。
同时，所有区块链节点都拥有随时撤销和任命代表的权力。
如果有必要，所有节点都可以投票取消当前节点代表的资格，重新选举新的代表，实现实时民主。

共享授权认证机制可以大幅减少参与验证记账的节点数量，从而实现秒级共识验证。
但这种共识机制仍然不能完美解决区块链在企业中的应用问题，因为这种共识机制无法摆脱对代币的依赖，很多商业应用中并不需要代币的存在。

验证池以传统的分布式一致性技术为基础，辅以数据验证机制。
这是当前区块链中广泛使用的共识机制。

验证池不需要依赖代币来运行。
基于成熟的分布式共识算法（Pasox、Raft），可以实现秒级共识验证，更适合多方参与。
中心的经济模式。
然而，验证池也有一些缺点。
例如，共识机制所能达到的分配程度不如PoW。

这里主要讲解区块链的一些算法原理。
工作量证明机制和比特币网络。
如何证明你的工作量，希望大家能够对共识算法有一个基本的了解。

工作量证明系统的主要特点是客户端必须执行一定量的困难工作才能获得结果，而验证者可以轻松地使用该结果来检查客户端是否执行了相应的工作。
工作。
该系统的一个基本特征是不对称性：对于请求者来说工作量不大，而对于验证者来说则易于验证。
它与验证码不同，验证码由人类解决比由计算机更容易解决。

下图展示了工作量证明流程。

例如，给定一个基本字符“hello,world!”，我们给出的工作量要求是，在创建这个字符后，可以添加一个称为nonce（随机数）的整数。
值，在创建修改（未附加）字符时执行SHA-256操作。
如果结果（以十六进制形式表示）以“0000”开头，则检查成功。
为了实现这一工作量证明目标，需要不断增加偶发值并对生成的字符执行SHA-256哈希运算。
根据这个规则，需要4251次运算才能找到带有4个前导零的哈希值。

通过这个例子，我们对工作量证明机制有了初步的了解。
可能有人认为，如果工作量证明只是这样一个过程，那么我们只需要记住随意的数字是4521，计算就可以通过验证。
当然不是，这只是一个例子。

下面我们简单地将条目更改为“Helloworld!+整数值”。
整数值范围为1到1000，表示将输入转换为1到1000的数组：Hello,World1; 你好世界！ 2;...; 你好世界！ 1000.然后依次对每个表条目执行上面的工作证明-找到带有4个前导零的哈希值。

由于哈希值的伪随机性，根据概率论的相关知识很容易计算出来。
预计需要2的16次方才能得到哈希值。
带有四个前导零的哈希值。
如果统计一下刚刚执行的1000次计算的实际结果，你会发现平均计算次数为66,958，非常接近2的16次方（65,536）。
在这个例子中，数学预期的计算次数实际上就是所需的“工作量”。
多次重复工作量证明将是符合统计规律的概率事件。

实际用于统计输入字符并得到对应目标结果的计算次数如下：

对于比特币网络中的任意节点，如果要生成一个新的区块并添加到区块链中，这个比特币网络难题需要解决。
这个问题的关键要素是工作量证明函数、区块和难度值。
工作量证明函数就是这道题的计算方式，区块对应着这道题的输入数据，难度值决定了理解这道题需要的计算量问题。

比特币网络中使用的工作量证明功能就是上面提到的SHA-256。
区