Difficulty Adjustment

设想有许多新矿机加入挖矿。它们每秒能共同尝试更多计算，在难度不变时，找到区块的平均速度就会加快。区块是一组已确认的交易，产生区块时还可能发行新的比特币。如果没有难度调整，更强的机器也会加快发行速度。矿工不断计算哈希值，也就是区块头的数字指纹；当结果足够小时，尝试才算成功。门槛越严格，每次尝试成功的概率就越低，平均需要的工作量也就越大。 [3]

在 Bitcoin 的主网络 mainnet 上，每经过 2 016 个区块，难度就会重新计算一次。按每个区块平均十分钟计算，大约是两周。但它不是一个定时闹钟：只有到达相应的区块序号，也就是区块高度，才会触发调整。如果大量矿工突然关机，剩下的区块可能要花更长时间才能产生。网络会先以旧难度完成本轮周期；mainnet 没有立即生效的紧急降难度机制。 [1] [2]

假设计算所用的时间是 10 天，而目标是 14 天。下一轮挖矿会更难：难度大约按 14 比 10 的比例提高，也就是增加 40%。反过来，如果测得的周期时间是 28 天，难度就大约减半。这两个简化例子忽略了舍入，并假定不会触及允许的最低难度。如果之后算力保持不变，新的设置会让预期出块时间重新接近十分钟。 [1] [2]

十分钟是长期平均值，并不是承诺的等待时间。两个区块可能接连出现，也可能要等很久才出现下一个。而且，你的交易未必会进入下一个区块：手续费和其他待处理交易也会影响选择。难度调整不控制 BTC 价格，也不保证矿工盈利。它同样不会改变每个区块允许发行的新比特币数量；该数量定期减半的 Halving 遵循另一条规则。 [2] [3]

规则使用一个称为 target 的数值门槛。target 越小，挖矿越难；通常所说的难度数值与它成反向关系。新的 target 等于旧 target 乘以测得的时间，再除以目标时间 1 209 600 秒。计算之前，测得的时间会被限制在目标时间的四分之一到四倍之间，避免单次调整幅度不受限制。target 也不能超过允许的最大值 powLimit。它以精度有限的紧凑格式 nBits 存入区块头，因此前面例子中的百分比是近似值。 [1] [2]

Bitcoin Core 比较已完成周期最后一个区块与第一个区块的区块头时间戳。2 016 个区块之间有 2 015 个间隔，规则保留了这一历史细节。矿工在网络规则允许的范围内填写时间戳。它们不是区块发现时刻的精确测量，也不是 Median Time Past——后者是根据之前的区块计算出的另一种时间值。理解难度调整的目的并不需要掌握这个细节，但精确复算时不能忽略它。 [1]

网站经常展示下一次难度变化的预测。在本轮周期结束前，新区块还会陆续产生，预测也可能变化。你可以用自己的节点验证已经完成的调整：比较周期边界区块的时间戳，将其 nBits 转换为数值 target，然后连同限制和舍入步骤一起重新计算。每个 Full Node，也就是独立验证 Bitcoin 规则的节点，在接受区块时都会检查所需的 target。这里描述的是 mainnet；测试网络可能使用不同规则。 [1] [2]