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什么是难度？
难度是在给定区块难度目标（target）的条件下，对找到有效哈希值的困难程度的一种度量。“难度”回答了以下问题：现在挖掘区块比当年挖掘创世区块难了多少倍？“难度”与“区块难度目标”虽密切相关，但并不是一回事。他们之间呈反向关系，即难度高意味着相应的区块难度目标低。
在比特币网络上，区块难度是统一的。有效区块的哈希值一定低于此区块难度目标的值。矿池通常还会自己设定一个收益（share）难度，为矿工可获得收益的哈希值（向矿池提交的有效工作量）设定一个更低的难度。
网络难度多久变化一次？
参考区块难度目标
难度公式是什么？
difficulty = difficulty_1_target / current_target
难度 = 难度为1的区块难度目标/当前区块难度目标
区块难度目标值是一个 256 位的数字
难度为1的区块难度目标值是创世区块的区块难度目标值，代表难度为1。
对于衡量难度的不同方法来说，难度为1的区块难度目标值可能会有所不同。一般来说，它表示一个有32位前导0，其余位数为 1（这称为“pool difficulty”或“pdiff”）的哈希值。比特币协议用有限精度的自定义浮点方式来表达区块难度目标值，客户端都使用这种方式估算难度，它被称为“bdiff”。
难度如何被存储在区块中？
每个区块的区块头中都存储着一个被压缩为十六进制的、代表区块难度目标值的字段，它被称为Bits。区块难度目标值可以根据Bits字段的值，通过预定义的公式推导出来。例如，如果区块中打包的Bits值为 0x1b0404cb，则区块难度目标值（也用十六进制表示）为：
0x0404cb * 2**(8*(0x1b - 3)) = 0x00000000000404CB000000000000000000000000000000000000000000000000
请注意，这里的0x0404cb在这个格式下是有符号的（正值），且该字段的最大合法值为 0x7fffff，最小合法值为0x008000。每当要提升难度值时，Bits必须要至少下调一个完整字节。
难度是如何计算的？ bdiff 和 pdiff 和有什么差别？
我们把最大的区块难度目标值（难度 1）定义为 0x1d00ffff，十六进制表示为：
0x00ffff * 2**(8*(0x1d - 3)) = 0x00000000FFFF0000000000000000000000000000000000000000000000000000
需要注意的是，矿池挖矿通常使用非截断区块难度目标值， 故“矿池难度1”为：
0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
基于这种区别，0x1b0404cb对应的两种难度表达分别是：
0x00000000FFFF0000000000000000000000000000000000000000000000000000 / 0x00000000000404CB000000000000000000000000000000000000000000000000 = 16307.420938523983 (bdiff)
和：
0x00000000FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF / 0x00000000000404CB000000000000000000000000000000000000000000000000 = 16307.669773817162 (pdiff)
以下是一种快速计算比特币难度的方法。它使用修改后的泰勒级数作为对数（你可以在flipcode和维基百科上看到教程）并依靠对数表来转换难度计算：
<source lang=”cpp”>
- include <iostream>
- include <cmath>
int * const exp_ptr = reinterpret_cast (&val); int x = *exp_ptr; const int log_2 = ((x >> 23) & 255) - 128; x &= ~(255 << 23); x += 127 << 23; *exp_ptr = x;
val = ((-1.0f/3) * val + 2) * val - 2.0f/3; return ((val + log_2) * 0.69314718f);
}
float difficulty(unsigned int bits) {
static double max_body = fast_log(0x00ffff), scaland = fast_log(256); return exp(max_body - fast_log(bits & 0x00ffffff) + scaland * (0x1d - ((bits & 0xff000000) >> 24)));
}
int main() {
std::cout << difficulty(0x1b0404cb) << std::endl; return 0;
} </source>
想要从数学角度查看从普通难度计算（需要比任何普通整数中的空间都大的大整数）到上面的计算过程，下文是该过程的 python 实现：
<source lang=”python”> import decimal, math l = math.log e = math.e
print 0x00ffff * 2**(8*(0x1d – 3)) / float(0x0404cb * 2**(8*(0x1b – 3))) print l(0x00ffff * 2**(8*(0x1d – 3)) / float(0x0404cb * 2**(8*(0x1b – 3)))) print l(0x00ffff * 2**(8*(0x1d – 3))) – l(0x0404cb * 2**(8*(0x1b – 3))) print l(0x00ffff) + l(2**(8*(0x1d – 3))) – l(0x0404cb) – l(2**(8*(0x1b – 3))) print l(0x00ffff) + (8*(0x1d – 3))*l(2) – l(0x0404cb) – (8*(0x1b – 3))*l(2) print l(0x00ffff / float(0x0404cb)) + (8*(0x1d – 3))*l(2) – (8*(0x1b – 3))*l(2) print l(0x00ffff / float(0x0404cb)) + (0x1d – 0x1b)*l(2**8) </source>
目前的难度是多少？
查询当前难度
最大的难度值是多少？
不存在最小的区块难度目标值。最大难度约为：maximum_target / 1（因为0会导致无穷大），这是一个非常大的数字（接近2^224）。
区块难度目标值为0时的难度是实际可能出现的最大难度，但如果发生这种情况，我们将无法计算难度。（幸运的是，这种情况永远不会出现。）
在BSV网络中，在单次调整中，网络的难度值最多可以上调 100%。
BTC网络仍然在使用最初的协议规则，在单次调整中，难度值的上调幅度最大可以达到 400%。
网络难度可以降低吗？
难度可以降低。参见区块难度目标的内容。
在BSV网络上，在单次调整中，网络难度最大可以下调50%。
BTC网络仍然在使用最初的协议规则，在单次调整中，网络难度最大可以下调 75%。
最小难度是多少？
最小难度为 1，它对应着区块难度目标值所可以达到的最大值。这个最小难度1正是创世区块的难度。
网络上的算力会如何影响难度？
每生成 2016 个区块，网络就会根据生产这 2016 个区块所花费的时间，调整一次难度。我们期望区块以每 10 分钟一个的速率生产出来，理论上2016 个区块将需要整整两周时间才能挖掘出来。如果挖掘之前的 2016 个区块花费了两周以上的时间，那么难度就会降低。如果花费了不到两周的时间，难度就会上升。难度的变化量与多于或少于两周（挖掘2016 个区块需要的时间）的时间量成正比。
要找到一个区块，哈希值必须小于区块难度目标值。哈希值是一个介于 0 和 2**256-1 之间的随机数。难度 1 的区块难度目标值被设定为：
0xffff * 2**208
难度 D的区块难度目标值就是 ：
(0xffff * 2**208)/D
想要找到一个难度为 D 的区块，我们要进行的哈希运算次数的期望值为：
D * 2**256 / (0xffff * 2**208)
或简化为
D * 2**48 / 0xffff
难度设置为之前的 2016 块将以每 10 分钟一个的速度被发现，因此我们在 600 秒内计算 (D * 2**48 / 0xffff) 次哈希。这意味着在挖掘之前的 2016 个区块的过程中，网络的哈希率是
D * 2**48 / 0xffff / 600
不失准确性，可以进一步简化为
D * 2**32 / 600
在难度 1 的条件下，大约每秒 7,000,000次哈希运算，可以表示为7MH/s。
假设当前难度为 22012.4941572，这意味着在挖掘此前的 2016 个区块的那段时间里，平均网络哈希率为
22012.4941572 * 2**32 / 600 = around 157 Ghashes per second.
