比特币是如何调节难度, 定量分配奖励的?

比特币每4年产量下降一倍，但既然比特币是一个去中心化的系统，而且算力也并不是每4年上升一倍，那么，谁来维护这个分配奖励的设定，保证无论算力如何，一定时间内产出的一共就那么多呢？

A: 比特币挖矿本质上是计算一个hash值，最后得到的结果小于一个大家公认的数，大家就承认你挖到了。举个最简化的模拟（实际算法和细节都不一样的）:

sha256(timt.time*m ) < difficult

指定difficult，求m，谁先找到m值谁就求解成功。

很明显，difficult越小，这个m值越难求解，我们把difficult称之为难度。

求解m的人会越来越多，本来平均10分钟会有人求解成功，变成平均5分钟就有人算出来了，而每次求解成功，系统都会发放奖励，这样就会违背比特币系统生产速率恒定的初衷，于是系统会自动减小difficult，也就是所谓的提升难度。提升周期大概为2周一次。

难度并不总是上升的，如果算力下降，难度也会下降，这样就维持比特币产出在长时间周期内大概是平稳的。

谁来维护呢？就是参与这个系统的所有节点来维护，如果你算的这个m值是个瞎猜的数，大家都不承认，那你挖出的这个区块只能自娱自乐，没法并到主链上，自然一文不值。

Q:既然比特币是通过记账来得到奖励的，那么考虑最极端的情况，比如比特币刚刚诞生，还没有人进行转账交易的时候，“挖矿”是如何获得奖励的呢？

A: 每次求解m成功的人都能得到系统奖励，最初是50BTC，每四年减少一半，现在是12.5BTC；中本聪设想的是早期BTC价值不高，需要奖励矿工来维持全网算力，后期比特币世界足够繁荣，就可以依靠手续费用，需要矿机加壹无久灵贰气六吴乙贰舞，不用发放奖励来维持全网算力了。这个时间也很容易推算，大概2020年就会再减半为6.25BTC，这其实已经和现在每区块的交易费用相当了；具体可以参考wiki:

Controlled supply

Q:奖励四年减半的细节

A:在中本聪的设计里面，每挖出21万个区块，区块奖励就会减半：第1-210000个区块，每块奖励50btc，第210001-420000个区块，每块奖励25btc……以此类推。

容易看出，这是一个公比为0.5的等比数列，而这个数列的和为210000×50（1+0.5+0.25+0.125+……）=2100万，即BTC总量2100万的来源。

在比特币系统里面，打包一个区块的时间大约是十分钟。也就是说理论上，每210万分钟，新币的发行速度就会发生一次减半，换算成年就是大约3.995年。

这就是江湖上流传的“四年减半”这个说法的由来。由于比特币的算力一直在快速增加，导致系统平均出块时间略小于10分钟，因此实际上的减半时间比理论值3.995还要更短一些。

历史上也是这么发生的，我们知道，比特币的创世区块于2009年1月3日被挖出，而比特币的第一次减半则发生于2012年11月28日，中间间隔共计1425天，约合3.90年；第二次减半在2016年，现在每个区块的奖励已经变成12.5BTC了，目前平均每个块的交易费用大概是4~5BTC，也就是说，下次减半之后，交易手续费和奖励费用差不多会持平了。