为什么比特币挖矿的出块时间是十分钟？

比特币挖矿难度是区块链网络算力的积累程度，决定了矿工在哈希算力和时间上为自己的区块找到正确的哈希签名的难易程度（交易区块需要正确哈希验证）并将其添加到一个块——区块链）。 在比特币区块链上，矿工试图通过哈希随机数来找到正确的哈希值。 让我们简要地放大这个过程。

比特币挖矿（也称为散列）

只有在网络中存在满足特定要求的签名（哈希）时，交易的一部分才会被网络的其余部分接受。 签名必须由从零开始的一定数量的数字组成）。 为了找到该签名，矿工们正在花费计算能力（哈希能力）对随机数执行一系列操作，直到他们找到一个可以产生合适的输出数字的操作。 查找仅以一个零开头的输出比查找以五个连续零开头的输出要容易得多（这种情况很少见，因此查找导致该输出的数字需要更多时间）。

正确签名（哈希）——也称为挖矿难度

签名必须以连续的零开头，这决定了矿工找到它的难度（平均多少算力或时间）。 这就是挖矿的难度。 一开始需要的零越多，就越难找到正确的签名（= 更高的挖矿难度）。 但是什么决定了比特币的挖矿难度呢？

比特币挖矿难度每两周根据生产效率在网络上自动调整一次。 当更多的矿工加入网络进行比特币挖矿时，网络的总哈希算力增加，因此可以假设矿工将更快地在网络中找到正确的签名，这意味着他们将更快地为区块做出贡献将区块添加到链中. 例子：

假设所有矿工都具有相同的计算能力（哈希率或计算能力）。 平均而言，矿工需要 1 小时才能找到符合条件的哈希值。 一名矿工每小时找到 1 个合格哈希，但十名矿工每小时找到 10 个合格哈希。 1个矿工的出块速度是每小时1个块，但是10个矿工的出块速度是每小时10个块，快多了！

比特币区块链的挖矿难度每两周调整一次，使网络上的总哈希算力平均每 10 分钟产生 1 个区块。 如果许多矿工加入比特币区块链并且累积哈希算力增加，块生产率可以从每 10 分钟 1 个块增加到每 9 分钟 1 个块。 一段时间后，这也会引发挖矿难度的增加，因此即使有额外的算力，区块生产率也需要保持在每 10 分钟 1 个区块的稳定速度，以控制难度。 反之亦然，当矿工停止在区块链上挖矿，累计算力下降时，挖矿难度也会下降。 最大的问题是：

但是为什么每十分钟创建一个块呢？

你可能不会马上意识到这一点，但这是一个非常好的问题。

但是为什么挖矿难度要一直增加呢？ 这需要更多的电力来处理相同数量的交易。 为什么不降低挖矿难度，加快出块速度呢？ 这也意味着比特币交易的处理速度要快得多。

很长一段时间，人们都无法完全理解这个问题，但过了一段时间，Reddit 上终于有人想出了答案。 中本聪（比特币的发明者）自己决定出块速度应该保持平均每 10 分钟 1 个块的速度，因为： 区块链估计需要 10 分钟才能将最新的块传播到世界所有节点。 为了保持区块链正确同步。 如果以更快的速度产生区块，世界另一端的一些节点可能无法足够快地赶上最新的交易数据，这可能导致节点不再正确对齐，从而导致“区块中断”，必须尽可能避免使用区块链，以保持基本的安全措施。 确实是一个相当简单的答案，但它是有道理的。

区块难度

所以，总结一下； 区块难度基于网络的总哈希算力，每两周调整一次，以保持每 10 分钟 1 个区块的稳定区块生产率。 这让网络有时间在全球范围内同步和更新区块链的分布式账本，这对于维护分布式账本的安全性至关重要（未加密的块会降低网络的安全性，因为即使经过验证它们也会变得无效）。

加入网络的矿工越多，用于寻找正确的哈希签名的累积计算能力就越多，如果难度不变，则块将更快地添加到区块链中。 因此，当算力增加时难度增加，当算力降低时难度降低。 如下图所示比特币挖矿时间是多少，网络积累的哈希率（算力）越高，出块难度就越高。

正如您在下面看到的，区块 100（早在 2009 年）只需要八个连续的从零开始的数字签名，而今天的一个区块（区块 542865）需要至少 18 个连续的从零开始的数字签名。 零的数量反映了难度级别。 找到具有那么多连续零的输出将需要更多时间或更多哈希功率，而今天它要高得多，因为比特币区块链上花费了更多哈希功率（更多矿工加入）。

区块 542864 的难度为 18 个连续零。

2018年比特币区块链累计算力比2009年高出很多倍。小记：下图显示，直到2018年3月，比特币挖矿难度一直在增加，但自2018年10月熊市以来之后，由于比特币价格的快速下跌，矿工的运营成本已经开始超过挖矿利润而被迫停止挖矿，矿场也被迫停止挖矿。

自比特币诞生以来，随着越来越多的矿工（哈希算力）加入网络，比特币的挖矿难度大幅增加。

关于扩容——如果我们增加比特币的区块大小会怎样？

是的，这是一个广泛讨论的话题。 如果增加块大小，则无论难度如何，更多的交易都将适合一个块，这意味着在给定的时间范围内将处理更多的交易。 虽然这听起来像是一个可行的解决方案，但事实并非如此。 反对增加区块大小的意见有很多，其中之一就是节点间传播时间越长，叔叔率越高（叔叔率网络延迟导致孤块率增加的现象）。 基本上比特币挖矿时间是多少，它是可扩展性和安全性之间的权衡，是一种以牺牲网络完整性为代价的临时修复。