比特币究竟是如何确保平均每 10 分钟出一个块的？

难度调整机制是比特币众多的天才设计之一。今天，我们来看看比特币如何通过调整难度和全网算力相匹配，并使比特币的出块时间保持在平均 10 分钟左右。

原文标题：《比特币的难度调整机制》 文章来源：币信钱包

根据中本聪的设计，比特币平均 10 分钟产生 1 个区块。经过十年的发展，虽然挖矿设备从电脑 CPU 变成了专业 ASIC 矿机，计算能力从几乎为零涨到了最高 50 多 EH/s，但平均 10 分钟出 1 个块的设定一直得到了很好的保持（虽然由于算力几乎一直在增长，实际的平均出块时间略低于 10 分钟）。

在背后保证这一点的，是比特币的众多天才设计之一：难度（Difficulty）调整机制。简单地说，难度是一个动态的参数，它的目标就是保证不管挖矿能力如何，都保持 10 分钟产生一个新区块的速率。

每个周期，即每隔 2016 个区块，比特币网络就会调整一次难度，比较之前 2016 个区块的实际产生时间是否大于 20160 分钟（即每 10 分钟一个区块的期望）。如果之前 2016 个区块的平均产生时间不足 10 分钟，网络就会加大难度，反之，则会降低难度。

我们可以用一个例子来理解这个机制：假设我们有一个老师希望全班考试平均分为 80 分，如果上次考试的平均分是 70 分，说明考题太难了，这次考试的题目应该变简单一点；如果上次考试的平均分是 90 分，说明考题太简单了，这次考试的题目就应该相应地变难一点。

这个公式可以总结为：

新目标值（Target） = 老目标值 * ( 前 2016 个区块的实际出块时间 / 20160 分钟)

为了防止难度变化过快，每个周期的调整幅度必须小于一个因子（值为 4，即旧有难度的 25％至 400％的范围）。如果要调整的幅度大于这个因子，则按 4 倍进行调整。也就是说，如果用时低于 5040 分钟，按 5040 分钟计算；如果用时高于 80640 分钟，按 80640 分钟计算。当然，下个周期会继续存在不平衡的情况，下下个周期还会继续调整难度。