小硕区块链 |为什么比特币出块速度设置为10分钟？

众所周知，比特币的出块速度设置为 10 分钟。根据官方wiki，每个节点都需要一些时间来确认区块（

本期《小硕区块链》，由维基链首席技术官陈晓东先生为大家解读这些话题。

网友：为什么比特币的出块速度设置为10分钟？

是否与网络延迟有关？根据官方wiki，每个节点确认区块需要一定的时间（

陈晓东：比特币选择10分钟出块，即1/600 BPS（Blocks/Sec）。这是基于特定的设计，也是人为的选择。比特币的最高交易处理速度为：7 TPS（Transactions/Sec），这是整个交易验证机制、共识机制、P2P通信机制以及代码实现所达到的技术上限。相比之下比特币中国关闭时间，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 共识机制的公链，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。

然后说一下比特币选择BPS设计的原因：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。因此比特币中国关闭时间，全网参与挖矿的矿工计算能力动态变化。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；相反，当参与挖矿的人数增加时，算力会增加，挖矿难度系数会根据固定算法自动增加。通过调整难度系数来保证一个相对固定的出块时间。但是因为难度系数不是实时调整的，而是根据设计和代码实现每2016个区块调整一次，大约是2周（如果绝对平均出块时间：2*7天*24小时/ day *3600/hour/600 seconds/block = 14*24*6=2016） 所以调整难度系数有滞后性，无法把握整体算力的变化进行调整及时，导致每次算力调整后出块的时间周期不同，但一般在10分钟左右波动，不会有太大的偏差，即达到了统计平衡。

为了增加感性认识，比特币出块时间表请参考以下网络统计：

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，需要越多的算力才能同时计算出答案，也就是要挖地雷。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？当中本聪做出这样的选择时，并没有明确说明。网上有很多研究，但没有“官方”或绝对权威的说法。根据作者对区块链的研究，这个时间的长短是基于以下两个因素考虑的：

1) 交易广播时间（Tb）：所有参与挖矿的矿工都需要获取最新的区块信息，并在此基础上尝试挖掘下一个连接的区块。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：

50% 节点覆盖率

90% 的节点覆盖率

中位数

6.5 秒

40 秒

12.6 秒

也就是说，全网每个节点平均获得一个新块的时间是12.6秒。比特币的出块间隔为10分钟，比广播覆盖全网的时间要长得多。

2）分叉共识建立时间（Tf）：