一、前言

自從比特幣大火之后，挖礦就非常流行，由許多人都購買礦機挖坑。許多人說采礦很難，可是采礦不就是用計算機算出哈希嗎，這正是計算機的強項啊，怎么會變得很難，遲遲算不出來呢？

二、區塊鏈難度系數

區塊鏈的難度系數：是設計區塊鏈挖礦難易的關鍵因子，難度系數越低，挖礦越容易。難度系數越高，相應越難。例如比特幣的難度系數是18。

難度系數一般是hash值的前置0的個數。

java 區塊鏈中設計合理的難度系數

例如難度系數定為6，也就是區塊的有效hash，必須前面有6個0

例如難度系數為6的有效hash為：

00000048bfdc5e67aa448686438f1350a6cc7f4477feb5562b0368a808fdef57

具體代碼實現也很簡單：

/**

*

* 類名：BlockService.java

* 描述：區塊服務

* 時間：2018年3月12日 下午7:05:06

*

* @author cn.wenwuyi

* @version 1.0

* @param hash 區塊hash

* @return boolean

*/

private boolean isValidHashDifficulty（String hash） { //定義難度系數

int dificutty = 6; //定義標志符0（當然也可以定義其他，一般是0）

char zero = ‘0’; int i; for （i = 0; i 《 hash.length（）; i++） { //獲得hash字符串的i位置的字符

char ichar = hash.charAt（i）; //如果i處的值不為0則跳出

if （ichar ！= zero） { break;

}

} //判斷i是否大于等于難度系數，返回即可

return i 》= dificutty;

}

Hash 的有效性跟目標值密切相關，只有小于目標值的 Hash 才是有效的，否則 Hash 無效，必須重算。由于目標值非常小，Hash 小于該值的機會極其渺茫，可能計算10億次，才算中一次。這就是采礦如此之慢的根本原因。

區塊頭里面還有一個 Nonce 值，記錄了 Hash 重算的次數。第 100000 個區塊的 Nonce 值是274148111，即計算了 2.74 億次，才得到了一個有效的 Hash，該區塊才能加入區塊鏈。

三、難度系數的動態調節

比特幣選擇10分鐘來產生區塊，也就是1/600 BPS （Blocks/Sec），這個是根據具體設計而制定的， 也是人為的選擇。而比特幣的交易處理速度最高為：7 TPS （Transactions/Sec）， 這個是整個交易驗證機制、共識機制，和P2P通訊機制，以及代碼實現后所達到的一個技術上限。相比而言，以太坊目前是1/20 BPS和20 TPS，維基鏈是1/10 BPS和1000+TPS。對于POW共識機制的公鏈來說，BPS是通過變更挖礦的難度系數來動態調節的。然而對于DPOS機制的公鏈，BPS是恒定的。

礦具有隨機性，沒法保證正好十分鐘產出一個區塊，有時一分鐘就算出來了，有時幾個小時可能也沒結果。總體來看，隨著硬件設備的提升，以及礦機的數量增長，計算速度一定會越來越快。

為了將產出速率恒定在十分鐘，中本聰還設計了難度系數的外匯贈金http://www.kaifx.cn/question/kaifx/1792.html調節機制。他規定，難度系數每兩周（2016個區塊）調整一次。如果這兩周里面，區塊的平均生成速度是9分鐘，就意味著比法定速度快了10%，因此接下來的難度系數就要調高10%；如果平均生成速度是11分鐘，就意味著比法定速度慢了10%，因此接下來的難度系數就要調低10%。難度系數越調越高（目標值越來越小），導致了采礦越來越難。

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