一、什么是比特币挖矿难度如何调整原理是什么

比特币挖矿难度(Difficulty)，是对挖矿困难程度的度量，挖矿难度越大，挖出区块就越困难。目标值(Target)与挖矿难度成反比。难度越高，目标值越小。而难度目标是目标值通过转化得到，是一个只有 4个字节的字段(为了便于理解，本文将难度目标等同目标值处理)。比特币系统正是通过调整区块头中难度目标来控制挖出区块所需平均时间的。

目标值是个长度为 256比特的字符串，换句话说目标值约有 2^256种可能的取值。调整难度目标就是调整目标值在整个输出空间的占比。

举例说明：挖矿就如射击，所有射出去的子弹都会落在一个很大的靶子上。难度目标就是这个大靶子上圈出一个范围，这个范围越小，被射中的难度就越高。调节难度目标，就是调节这个圈在整个靶子上的占比。

挖矿算力增大，单位时间射击的次数就越多，目标范围被射中所需的时间就越短。反之，挖矿算力减小，目标范围被击中所需的时间就越长。而比特币系统追求的平均出块时间为 10分钟，这时候就需要调整难度目标来实现。

02如何调整难度目标？

比特币系统是怎样调整难度目标的呢？在《白话区块链入门 080|数说比特币，了解比特币必须知道这 10个数字》一文中，我们介绍了比特币系统每过 2016区块(大约为 14天时间)，会自动调整一次难度目标。所有区块高度为 2016整数倍的区块，系统就会自动调整难度目标。如果上一个难度目标调整周期(也就是之前 2016个区块)，平均出块时间大于 10分钟，说明挖矿难度偏高，需要降低挖矿难度，增大难度目标(准确地说是目标值);反之，前一个难度目标调整周期，平均出块时间小于 10分钟，说明挖矿难度偏低，需要缩小难度目标。

03难度目标的可调范围

比特币系统设定，难度目标上调和下调的范围都有 4倍的限制。举例说明：假设上一个难度目标调整周期内的 2016个区块，由于算力暴涨，只用 7天就全部挖出来了，通过难度目标调整，将难度目标缩小一倍，可以将平均出块时间维持在 10分钟左右，但如果算力暴涨，前 2016个区块全部挖出只用了 1天，那么难度目标最小只能调整为原来的四分之一。

04总结

比特币的算力是持续波动的，比特币系统通过难度目标的调整，使得平均出块时间维持在 10分钟左右。难度目标和挖矿难度成反比，挖矿难度越大，难度目标越小。当区块高度为 2016的整数倍时，比特币系统就会在该区块上，自动调整难度目标。如果上一个难度目标调整周期内，平均出块时间超过 10分钟，那么降低挖矿难度，增大难度目标;反之则提高挖矿难度，减小难度目标。难度目标上调和下调的范围都有 4倍的限制。

比特币每 2016个区块(大约 14天)调整一次挖矿难度，相比于 BCH每个区块都调整(大约 10分钟调整一次)，有明显的滞后性。你认为是哪种调整方式更合理呢？为什么呢？欢迎在留言区分享你的观点。

二、2022年比特币挖矿成本

2022年比特币(BTC)价格预测

尽管中国市场情绪低迷，但比特币的价格在 2021年上涨了 70%以上，预计来年还会有更多涨幅。

就采用率和价格走势而言，2021年对于更广泛的加密货币市场来说是极好的一年。尽管最近出现看跌趋势，但自今年年初以来，大多数加密货币的价格已大幅飙升。

到 2021年，比特币的价值将增加 70%以上

2021年即将结束，而比特币仍然是世界上最主要的加密货币。在过去的 52周中，加密货币的价值经历了大幅上涨，在此期间的表现优于黄金等众多主要金融资产。

在过去的 52周内，比特币的价格上涨了 72%。比特币在 2021年开始以每枚代币 32,000美元的价格交易，在 2020年底超过了 2017年的历史高点 20,000美元。这种领先的加密货币在 2021年继续其 2020年的反弹，并在 4月份迅速达到 64,000美元以上的历史新高。

随着加密货币的继续采用，反弹随之而来。更多企业实体进入加密领域有助于推高价格。特斯拉开始接受比特币作为其电动汽车的支付方式；MicroStrategy继续积累更多的比特币，萨尔瓦多正在准备一项法案，使比特币成为法定货币。

机构和散户投资者采用的增加将比特币推至 6.4万美元的历史新高。然而，从 5月开始，比特币一直表现不佳，直到 9月。表现不佳的主要原因是中国禁止与加密货币相关的活动。

它始于中国各省禁止加密货币挖矿活动。中国占比特币挖矿算力的大部分。因此，加密采矿禁令导致比特币采矿的哈希率大幅下降。因此，导致比特币的价格下跌了 50%以上，并在 7月份跌破了 3万美元的水平。

中国政府并没有就此止步。中国人民银行（PBoC）禁止金融机构和企业实体从事与加密相关的交易。被发现处理加密相关交易的公司将受到制裁。此举有效地结束了亚洲国家的加密交易活动。因此，导致众多加密货币交易所终止在中国的服务。此外，阿里巴巴和比特大陆等公司停止向中国居民销售加密采矿硬件。

埃隆马斯克对比特币的攻击及其大量能源使用也导致了看跌表现。特斯拉由于对其用于采矿目的的能源使用的环境担忧，停止了其比特币支付方式。

随着矿工转移到欧洲和北美，比特币的价格在 9月份反弹。随着矿场的出现，挖矿算力开始恢复，其他个体矿工在美国、哈萨克斯坦、伊朗、加拿大等几个国家找到了新家。

萨尔瓦多于 9月成为世界上第一个正式使比特币成为法定货币的国家。尽管国际货币基金组织等全球金融机构发出警告，萨尔瓦多对比特币的采用已经取得了成果。

比特币在 11月缓慢上涨至历史新高 69,044美元，加密货币总市值达到 3万亿美元的历史新高。机构投资者对比特币的需求增加以及更多企业实体的进入推动市场走高。

然而，比特币目前比其历史高点下跌了近 30%，目前每枚硬币的交易价格约为 5万美元。最近的表现不佳归因于中国的抛售压力，因为交易所关闭了在该国的业务，而中国交易员正在亏本之前出售他们的比特币。

2022年市场会怎样？

预计 2022年将为加密货币市场，尤其是比特币带来进一步增长。Jack Dorsey辞去了 Twitter首席执行官的职务，并将 Square的名字改为 Block，以专注于开发以比特币为中心的产品。

市场专家乐观地认为，2022年将是比特币更好的一年。加密货币交易所 Luno企业发展和全球扩张副总裁 Vijay Ayyar相信美国将在 2022年看到第一个现货比特币交易所交易基金(ETF)。他说，“今年推出的比特币期货 ETF由于合约展期成本高达 5-10%左右，因此被广泛认为对零售不太友好。越来越多的压力/证据……表明比特币现货 ETF将在 2022年获得批准，主要是因为市场现在足够大和成熟，可以支持它。”

Grayscale已申请将其灰度比特币信托(GBTC)转换为现货比特币 ETF，许多人乐观地认为 SEC将在明年批准至少一项提案。

纽约注册会计师凯特沃尔特曼专门从事加密，预计比特币将在 2022年第一季度达到 100,000美元。“该领域最有见识的教育工作者预测，比特币在 2022年第一季度或更早的时候将达到 100,000美元，”她说。

比特币对 2022年的技术预测

由于最近几周比特币表现不佳，比特币的技术指标目前为负。MACD线仍处于看跌区域内，而 RSI为 46，表明比特币正面临市场抛售压力。

但是，长期指标表明比特币表现良好。BTC的交易价格高于其 47,272美元的 200天简单移动平均线。由于预计未来一年比特币的表现会更好，技术指标可能会在未来几周和几个月内得到改善。

到 1月份，来自中国的抛售压力有望结束，与挖矿算力相似，比特币的价格可能会飙升。一旦发生这种情况，MACD和 RSI将回到正值区域。根据WalletInvestor的2022年预测，比特币的价格可能会在 2022年结束时高于 8万美元的水平。

无论如何，看到比特币在未来一年的表现将是令人兴奋的。

三、比特币挖矿难度与收益计算

比特币挖矿难度与收益的计算关系是矿工关注的焦点。随着BCC分叉后，矿工为追求更高收益而频繁迁移，这一现象背后的驱动力在于收益与难度之间的紧密联系。收益的计算基于难度调整，比特币每2016个块周期调整一次难度，难度通过计算目标值的困难程度来体现。

比特币挖矿难度的公式为 diff= diff_1_target/ target，其中 diff_1_target是难度为1时的目标值，是常数，一个很大的数字。比特币的难度计算涉及到 diff_1_target和当前网络目标值（target），通过公式 diff= 0x1d00ffff/ target可以得出具体值。

网络调整难度的目的是保持出块速度平均在每10分钟一个块，每2016个块周期调整一次，以确保周期内平均出块速率与10分钟保持一致。调整难度的时机由周期内剩余区块数量决定，计算公式为该周期剩余区块数量= 2016-（当前区块高度% 2016）。

挖矿收益计算基于计算出的区块哈希值需要小于当前target值，这个值是一个从0到(2^256)-1的范围，需要通过矿机的暴力破解来计算。难度与算力的关系明确：难度越大，需要的算力就越大。以单位为1Th/s的标准算力为例，一天的收益计算如下：

一天能够计算的哈希次数= 1T* 86400

收益= 1T* 86400/ D/( 2* 32)*块收益

基于上述公式，可计算当前挖矿的理论收益，并据此制作BTC和BCC的收益计算器。理解原理后，使用现成的计算器输入算力，即可得知产出的币量及其价值，从而决定挖哪种币更划算。通过汇集历史数据，可以直观观察到难度和收益的变化趋势。

四、比特币挖矿的难度和算力

难度是对挖矿困难程度的度量，即指：计算符合给定目标的一个HASH值的困难程度。

difficulty= difficulty_1_target/ current_target

difficulty_1_target的长度为256bit，前32位为0，后面全部为1，一般显示为HASH值：0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF， difficulty_1_target表示btc网络最初的目标HASH。 current_target是当前块的目标HASH，先经过压缩然后存储在区块中，区块的HASH值必须小于给定的目标HASH,区块才成立。

例如：如果区块中存储的压缩目标HASH为 0x1b0404cb,那么未经压缩的十六进制HASH为

所以，目标HASH为0x1b0404cb时，难度为：

比特币的挖矿的过程其实是通过随机的hash碰撞，找到一个解 nonce，使得块hash小于目标HASH值。而一个矿机每秒钟能做多少次hash碰撞，就是其“算力”的代表，单位写成 hash/s或者 H/s

算力单位：

比特币系统的难度是动态调整的，每挖 2016个块便会做出一次调整，调整的依据是前面2016个块的出块时间，如果前一个周期平均出块时间小于10分钟，便会加大难度，大于10分钟，则减小难度，目的是为了保证系统稳定的每过 10分钟产出一个块，所以难度调整的时间大概是2周（2016* 10分钟）

全网算力是btc网络中参与竞争挖矿的所有矿机的算力总和。当前难度周期全网算力会影响下一个周期的难度调整，如果全网算力增加，挖矿难度增大，单台矿机固定时间的产出就会减少。目前全网算力大概是24.42EH/s，一台蚂蚁S9矿机的算力大概是14TH/s

那么，已知当前全网算力，下一个周期难度将如何调整呢？

根据公式：

因为出块时间要稳定在10分钟，也就是600s:

那么，在3.46e+12的难度下，一台算力为14TH/s的矿机平均要花多长时间才能出一个块呢？

根据公式：

有：

结果大概是12270天