简单介绍一下为什么比特币10分钟出块？

虽然比特币发展良好，价格也比较高，但也不是无限供应。按照创始人的想法，比特币每四年减半，每十分钟生产一次。出一个街区。一些投资者很难理解为什么比特币的投资回报率这么高，为什么这么复杂。区块链减半的主要目的是稳定比特币的价格不至于下跌过多比特币未确认区块查询，从而保证比特币投资的价值。这很容易理解，但大多数投资者不知道的是，为什么比特币会在 10 分钟内生成一个区块？下面小编就给大家简单介绍一下。

简单介绍一下为什么比特币10分钟出块？

按照官方的说法，每个节点都需要一定的时间来确认出块（

比特币选择10分钟出块，也就是1/600 BPS（Blocks/Sec），这个是根据具体的设计，也是人为的选择。比特币的最高交易处理速度为：7 TPS（Transactions/Sec），即整个交易验证机制、共识机制、P2P通信机制，代码实现后达到的技术上限。相比之下，以太坊目前是 1/20 BPS 和 20 TPS，维基链是 1/10 BPS 和 1000+TPS。

对于POW共识机制对于比特币公链，通过改变挖矿难度系数来动态调整BPS。但是对于DPOS机制的公链来说，BPS是不变的。

接下来我们详细谈谈比特币的 BPS 设计选择。原因：因为比特币采用POW共识机制，即每个人都可以成为矿工参与挖矿，并且可以随时退出挖矿。这导致了全网参与挖矿的矿工算力的动态变化。当参与挖矿的人数较少时，算力较低，挖矿难度系数会根据算法自动递减；反之，当参与挖矿的人数增加时，算力就会增加，挖矿难度系数会按照固定算法自动增加。

通过难度系数的调整，保证了相对固定的出块时间。但是由于难度系数不是实时调整的，所以根据设计和代码实现，每2016个区块调整一次，大约是2周。时间（如果生成块的绝对平均时间：2*7天*24小时/天*3600/小时/600秒/块=14*24*6=2016)所以调整有滞后难度系数，不能及时通过掌握整体算力的变化进行调整，导致每次算力调整后出块时间或长或短，但一般在10分钟左右波动，不会有太大偏差，也就是说，达到了统计上的平衡。

为了增加感性理解，比特币出块时间表见以下网络统计：

10 分钟

> 20 分钟

> 1 小时

63.2%

36.8%

13.5%

0.25%

那为什么要调整难度系数来保证BPS的相对平衡呢？因为难度越大比特币未确认区块查询，需要越多的算力同时计算出答案，也就是挖地雷。反之，为了保持同样的时间成功挖矿，难度系数需要根据算力总量进行调整。 .

但为什么必须是 10 分钟？当中本聪（S atoshi Nakamoto）在没有明确说明的情况下做出这样的选择时，网上也有很多研究，但没有“官方”或绝对权威的说法。根据作者对区块链的研究，认为这个时间的长短是基于以下几个因素：

1、交易广播时间：所有参与挖矿的矿工都需要获取最新的区块区块信息，并在此基础上尝试挖掘连接的下一个区块。据研究，从一个节点向整个P2P网络节点广播一条消息的时间如下表所示：

也就是说，全网平均每个节点在12.6秒内获得一个新块。比特币有 10 分钟的出块间隔，这比广播覆盖全网的时间要长得多，这也是必要的。

2、共识建立时间：如果出块间隔短，则必须降低难度系数以保证更短的出块时间。这样，在同样的算力下，更多的矿工会在前一个区块的基础上生成新的区块，从而增加更多的分叉，同时也会导致更多的无效区块在网络中广播，导致每个参与节点都需要做更多的计算来处理分叉。

3、空块率：当没有交易时，区块链也会产生空块，相对来说是机制上的浪费，无法避免。那么，如果出块间隔太短，产生空块的概率越高，浪费越大。

为了可视化整个网络节点的挖矿过程，用下图给大家解释一下：

如果全网共有三个比特币矿工挖矿，绿色路线分别是挖矿成功的节点迁移轨迹。

但是，从一个矿工节点的角度来看，连续两个区块之间的间隔分为：

令：时间 T = t1+t2 是块间隔时间。 t1 负责挖矿，t2 负责解决冲突并广播新挖出的区块。如果有分叉，t1生成的新块没有被接受，那么浪费的时间就是t1。

如果整个网络中节点的计算浪费率控制在10%以内，那么t1/T = 10%。

如果 t1=1min，则 T=10min。

但是，其实对于绝大多数矿工来说，他们的挖矿程序不会在整个 t1+t2 的过程中停止，因为整体的浪费模式挖矿收益要大于节约模式挖矿收益，所以一旦之前的区块被成功开采，连续第二次开采成功的机会也会增加。虽然也产生了更多的废弃区块，但最终挖矿成功的概率大大增加。这个10分钟的区块间隔设计并没有解决能源浪费的问题，这是当时中本聪没有想到的。

以上内容就是为什么比特币10分钟出块的答案？简单介绍一下这个问题，矿工根据历史出块时间自动调整难度。如果小于 10 分钟，则增加难度，否则降低难度，使下一个出块时间接近 10 分钟，设定一个 10 分钟的期望值之后，可以简化很多关于比特币的计算。一个块在 10 分钟内生成。如果出块时间过短，会出现更多孤块，受其他因素影响较大，不够安全；如果出块时间过长，交易会很困难。确认如果等待时间过长，10分钟是合理的、合适的、容易记忆的、容易计算的，但不是一个准确计算的数字。

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