探究比特币挖矿难度调整的历史:比特币哪年的挖矿难度上调与下降幅度最大?

撰文:Jurica Bulovic,Fidelity 比特币挖矿业务负责人
译者:卢江飞

比特币网络的挖矿难度已经从 16.6 T 减少到 13.9 T,下降了 15.95%,并创下有史以来第二大跌幅。在此,我们将根据 Coin Metrics 数据探究一下比特币挖矿难度调整的历史。

比特币创世区块诞生于 2009 年 1 月 3 日,挖矿难度也从「1」开始,之后整整一年时间都没有发生任何变动。为何挖矿难度没有任何变动?中本聪不是将比特币出块时间完美地设计在「平均 10 分钟」左右的吗?

事实上,在比特币诞生的第一年里,挖矿难度其实降低了很多倍(例如,比特币网络曾花了超过一个月时间才开采出 2016 个区块),但因为挖矿难度不能低于 1,所以这个数字就一直没有变化。

下面这张图展示了整个 2009 年每天开采的比特币区块数量,你可以看到大多数区块挖出的数量是低于 144 的,这也是预期的出块平均值。2009 年,平均一个区块的出块时间大约是 20.8 分钟。

富达挖矿业务负责人帮你梳理比特币挖矿难度调整全历程

2009 年 12 月 30 日,比特币挖矿难度进行了第一次调整,从 1 增长到 1.1829,涨幅为 18.29%。第二年,也就是 2010 年,比特币挖矿难度不断增加,从 1.18 上升到 14.5K,增加了 12,245 倍

事实上,从那时开始,比特币挖矿难度每年都在增加,尝试赶上价格涨幅。

以下罗列出从 2009 年开始比特币挖矿难度年增长率:

  • 2009:18.29%
  • 2010 年:1224363%(开始进行 GPU 挖矿)
  • 2011:7908%
  • 2012:157%
  • 2013 年:39533%(开始进行 ASIC 挖矿)
  • 2014:3341%
  • 2015:156%
  • 2016:206%
  • 2017:490%
  • 2018:191%
  • 2019:130%
  • 2020 年至今:0.82%(直到最近一次挖矿难度下降前,2020 年初至今已增长 20 %)

下图展示了自比特币网络成立以来挖矿难度走势:

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还有一个值得关注的统计数据:比特币网络挖矿难度总计变动了 294 次,其中挖矿难度增加 246 次,减少 48 次。

下图展示比特币挖矿难度变化历史变动情况 (%) 。注意:Y 轴限制为 100%,但其实里面曾出现过一个 300%的异常值。

富达挖矿业务负责人帮你梳理比特币挖矿难度调整全历程

在比特币挖矿难度上调中,排名前三的分别是:

  1. 2010 年 7 月 16 日,涨幅为 300%(值得一提的是:这是中本聪设计的挖矿难度上浮最大值);
  2. 2010 年 7 月 13 日前三天,涨幅为 93.12%;
  3. 2011 年 5 月 26 日,涨幅为 78.15%。

在 246 次挖矿难度上调中,有 120 次涨幅是个位数,有 125 次涨幅是两位数,还有 1 次涨幅达到了惊人的三位数!

接下来,我们再来看看比特币挖矿难度下调的情况:

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比特币挖矿难度第一次出现下降发生在 2010 年 5 月 19 日,降幅达到 7.81%。 此外,比特币挖矿难度降幅最大的三次分别是:

  1. 2011 年 10 月 21 日,降幅为 18.03%;
  2. 2020 年 3 月 26 日,降幅为 15.95%;
  3. 2018 年 12 月 3 日,降幅为 15.13%。

另外,比特币历史上只有 5 次挖矿难度降幅达到两位数!

额外介绍一些福利小知识:

比特币挖矿难度代表了什么?

比特币区块头由三组区块元数据组成。首先是一组引用父区块哈希值的数据 , 这组元数据用于将该区块与区块链中前一区块相连接,第二组元数据 , 即难度、时间戳和 nonce, 与挖矿竞争相关,第三组元数据是 merkle 树根 (一种用来有效地总结区块中所有交易的数据结构)。为了使一个区块有效(又被称作为「开采」),区块头哈希值必须低于某个值 L (称为目标值)。哈希值范围可能会非常庞大(2 ^ 256),但目标值集要低得多。

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实际上,目标值 L 会在每 2016 个区块被开采之后调整一次,与上一个时期开采一个区块所需的时间增加 / 减少成比例。

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挖矿难度 D 是依据目标值 L 中得出的,直观上,目标值 L 越小,找到有效哈希的难度就越大。

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例如,如果给定时间段的平均出块时间为 11 分钟(比预期的 10 分钟间隔时间长 10%),则下一次比特币挖矿难度将会增加 10%。

当前挖矿难度值是:13,912,524,048,945。该数字表示开采一个比特币区块要比原始难度难得多。因此,你也可以这么理解,如今比特币网络需要比初始区块耗费 13,912,524,048,945 倍哈希才能找到一个区块。

最后还想分享一个有趣的事:假设比特币网络没有难度调整机制,同时还拥有当前网络算力,会是什么样子呢?如果是这样的话,挖掘一个区块的平均时间将会是 4.3*10^-11 秒,换句话说,我们一秒钟可以挖出 2.32*10^10 个区块。

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