撰文：jurica bulovic，fidelity 比特幣挖礦業務負責人
譯者：盧江飛
比特幣網路的挖礦難度已經從 16.6 t 減少到 13.9 t，下降了 15.95％，並創下有史以來第二大跌幅。在此，我們將根據 coin metrics 資料探究一下比特幣挖礦難度調整的歷史。
比特幣創世區塊誕生於 2009 年 1 月 3 日，挖礦難度也從「1」開始，之後整整一年時間都沒有發生任何變動。為何挖礦難度沒有任何變動？中本聰不是將比特幣出塊時間完美地設計在「平均 10 分鐘」左右的嗎？
事實上，在比特幣誕生的第一年裡，挖礦難度其實降低了很多倍（例如，比特幣網路曾花了超過一個月時間才開採出 2016 個區塊），但因為挖礦難度不能低於 1，所以這個數字就一直沒有變化。
下面這張圖展示了整個 2009 年每天開採的比特幣區塊數量，你可以看到大多數區塊挖出的數量是低於 144 的，這也是預期的出塊平均值。2009 年，平均一個區塊的出塊時間大約是 20.8 分鐘。
2009 年 12 月 30 日，比特幣挖礦難度進行了第一次調整，從 1 增長到 1.1829，漲幅為 18.29％。第二年，也就是 2010 年，比特幣挖礦難度不斷增加，從 1.18 上升到 14.5k，增加了 12,245 倍！
事實上，從那時開始，比特幣挖礦難度每年都在增加，嘗試趕上價格漲幅。
以下羅列出從 2009 年開始比特幣挖礦難度年增長率：
- 2009：18.29％
- 2010 年：1224363％（開始進行 gpu 挖礦）
- 2011：7908％
- 2012：157％
- 2013 年：39533％（開始進行 asic 挖礦）
- 2014：3341％
- 2015：156％
- 2016：206％
- 2017：490％
- 2018：191％
- 2019：130％
- 2020 年至今：0.82％（直到最近一次挖礦難度下降前，2020 年初至今已增長 20 %)
下圖展示了自比特幣網路成立以來挖礦難度走勢：
還有一個值得關注的統計資料：比特幣網路挖礦難度總計變動了 294 次，其中挖礦難度增加 246 次，減少 48 次。
下圖展示比特幣挖礦難度變化歷史變動情況 (%) 。注意：y 軸限制為 100％，但其實裡面曾出現過一個 300％的異常值。
在比特幣挖礦難度上調中，排名前三的分別是：
- 2010 年 7 月 16 日，漲幅為 300％（值得一提的是：這是中本聰設計的挖礦難度上浮最大值）；
- 2010 年 7 月 13 日前三天，漲幅為 93.12％；
- 2011 年 5 月 26 日，漲幅為 78.15％。
在 246 次挖礦難度上調中，有 120 次漲幅是個位數，有 125 次漲幅是兩位數，還有 1 次漲幅達到了驚人的三位數！
接下來，我們再來看看比特幣挖礦難度下調的情況：
比特幣挖礦難度第一次出現下降發生在 2010 年 5 月 19 日，降幅達到 7.81％。 此外，比特幣挖礦難度降幅最大的三次分別是：
- 2011 年 10 月 21 日，降幅為 18.03％；
- 2020 年 3 月 26 日，降幅為 15.95％；
- 2018 年 12 月 3 日，降幅為 15.13％。
另外，比特幣歷史上只有 5 次挖礦難度降幅達到兩位數！
額外介紹一些福利小知識：
比特幣挖礦難度代表了什麼？
比特幣區塊頭由三組區塊後設資料組成。首先是一組引用父區塊雜湊值的資料 , 這組後設資料用於將該區塊與區塊鏈中前一區塊相連線，第二組後設資料 , 即難度、時間戳和 nonce, 與挖礦競爭相關，第三組後設資料是 merkle 樹根 (一種用來有效地總結區塊中所有交易的資料結構)。為了使一個區塊有效（又被稱作為「開採」），區塊頭雜湊值必須低於某個值 l （稱為目標值）。雜湊值範圍可能會非常龐大（2 ^ 256），但目標值集要低得多。
實際上，目標值 l 會在每 2016 個區塊被開採之後調整一次，與上一個時期開採一個區塊所需的時間增加 / 減少成比例。
挖礦難度 d 是依據目標值 l 中得出的，直觀上，目標值 l 越小，找到有效雜湊的難度就越大。
例如，如果給定時間段的平均出塊時間為 11 分鐘（比預期的 10 分鐘間隔時間長 10％），則下一次比特幣挖礦難度將會增加 10％。
當前挖礦難度值是：13,912,524,048,945。該數字表示開採一個比特幣區塊要比原始難度難得多。因此，你也可以這麼理解，如今比特幣網路需要比初始區塊耗費 13,912,524,048,945 倍雜湊才能找到一個區塊。
最後還想分享一個有趣的事：假設比特幣網路沒有難度調整機制，同時還擁有當前網路算力，會是什麼樣子呢？如果是這樣的話，挖掘一個區塊的平均時間將會是 4.3*10^-11 秒，換句話說，我們一秒鐘可以挖出 2.32*10^10 個區塊。
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