为什么算力决定生死
2009 年中本聪用一台普通笔记本电脑挖出比特币创世区块，平均每 10 分钟就能产出一个新区块。
今天，没有 百万 T 级算力 别说“碰运气”，连在线广播区块的资格都没有。
在一篇完备的 PoW 教程 里，只要看懂“算力”和“挖矿难度”这组孪生概念，你就掌握了 区块链安全 的开关按钮。
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算力是什么？用“猜谜速度”秒懂
任何一笔 比特币交易 被写入 区块 前，都像参加一场毫无捷径的猜谜大赛：
- 主持人给出谜面：区块头+随机数（Nonce）→SHA-256→16 进制哈希
- 目标是猜出小于“目标值 Target”的数字
- 谁能先猜中，谁就获得 记账权和 BTC 奖励
从 0 开始猜很耗时间，于是 矿工们比拼 GPU、ASIC，单位时间里能猜的次数越高，胜算越大。
每秒 hash 次数＝算力，也称 hashrate。
一图记住单位等级
- 1 H/s = 1 次/秒
- 1 KH/s = 1,000 次/秒
- 1 MH/s = 1,000,000 次/秒
- 1 GH/s、1 TH/s、1 PH/s、1 EH/s … 逐级乘 1,000
如今全网 比特币算力 稳定在 200–600 EH/s，堪比 200 亿台高端游戏本同时开工。
挖矿难度：把“快”调成“只有十分钟”
“猜谜”如果全班都作弊，30 秒就能出答案；为了保持 PoW 机制“10 分钟/块”的节奏，比特币用 挖矿难度 Difficulty 动态刹车。
- 观察周期：每诞生 2,016 个区块（约两周）
- 调整公式：新目标值 = 原目标值 × 两周 ÷ 实际两周
- 安全区间：最多上调 4 倍或下调 1/4，防止剧烈波动
因此，挖矿难度 是“目标值”的倒数：
$$D = \frac{T_{MAX}}{T}$$
当 T 越小（目标越苛刻），D 越大，旷工需尝试更多哈希才能命中区块。
赛博军备竞赛：算力推高难度、难度激励算力
2017 年之后，ASIC 算力 进入摩尔定律无法描述的“狂暴模式”。显卡矿机退出历史舞台，7 nm、5 nm 工艺的专用芯片主导网络。与此同时：
- 个人矿工 → 矿池矿工：1% 的幸运值被稀释成 100% 的稳定收入
- 节点分布 → 算力集中：前五大矿池手握超 60% 节点， 51% 攻击 并非危言耸听
- 去中心化理想 → 军备竞赛现实：中本聪预想的“人人可挖矿”被电费、硬件、托管门槛层层封印
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如何估算“一台机器挖到一块的概率”
有了 挖矿难度 D，就能轻松算出理论算力成本：
- 总尝试次数 ≈ D × 2³² ≈ D × 4.295×10⁹
- 全网需在 600 秒内完成 ⇒ 理论最低网络算力 ≈ D × 7.16 MH/s
把上述数字换成“你的一台 100 TH/s 矿机可以拿多少 BTC”：
个人占全网算力比 = 单机算力 / 全网算力
就出现“今天挖到的概率 = 0.0004%，不如直接买现货”的残酷真相。
FAQ：关于 PoW 与挖矿难度的常见疑问
Q1：算力越高，挖到的 BTC 就越多吗？
A：单日收益确实随算力增长，但全网 挖矿难度 会快速追赶，长期来看单位算力的 BTC 产出保持稳定递减轨迹（由减半节奏决定）。
Q2：降低难度能否把出块时间缩短到“秒级”？
A：协议固定 PoW 机制 的维稳时间是 10 分钟，若强制调短将破坏 共识算法 安全性，导致分叉和双花猖獗。
Q3：普通人还能入场吗？
A：电费低于 0.25 元/度、室温全年低于 25℃、能拿到二手 100 TH/s 以上设备，并用 矿池 分摊风险，才有微利机会。
Q4：PoW 会向 PoS 认输吗？
A：从 区块链安全角度，PoW 依旧是最久经考验的方案，PoS 更像“免电费的高效模型”，二者并非零和，而是在不同赛道上竞跑。
Q5：如果全网突然停电 10 分钟，难度会暴跌？
A：重新恢复的那一刻，比特币链上会一次性记录 2016 个区块所花费的真实时间，若延迟显著，下一周期会按比例下调 挖矿难度，但永远不会超过 1/4 倍调整幅度。
写在最后：算力的超额回报与风险镜像
算力 是把双刃剑：
- AES-256 哈希它承担安全守护，让价值百亿资产的 BTC 不被篡改
- 同一片算力集中在几处矿池，又随时可能被 51% 攻击这把隐形枪抵住咽喉
当 挖矿难度 持续增长，入场门槛被硬件、电力、托管层层抬高，比特币距离“全民货币”的初心越来越远，却也愈发坚固。看懂这套 PoW 算法 的自我调节，你就看懂了公链如何与功利的经济激励捆绑，在狂热和冷静两极之间找到微妙平衡。